Question

如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m，其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻，整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为2Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0. 5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s²。则

A. M点的电势高于N点

B. 杆运动的最大速度是10m/s

C. 杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等

D. 当杆达到最大速度时，MN两点间的电势差大小为20V

Answer

BC

【解析】

A、根据右手定则可知，MN产生的感应定律的方向为，则N相当于电源在正极，故M点的电势低于N点，故选项A错误；

B、当杆的合力为零时，其速度达到最大值，即：

由于

代入数据整理可以得到最大速度，故选项B正确；

C、由于杆上电阻与两电阻并联阻值相等，而且并联的电流与通过杆MN的电流始终相等，则根据焦耳定律可知，杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等，故选项C正确；

D、根据法拉第电磁感应定律可知，当速度最大时，其MN感应电动势为：

根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中总电流为：

则此时MN两点间的电势差大小为：，故D错误。