问题描述:
如图所示,竖直悬挂的弹簧下端栓有导体棒ab,ab无限靠近竖直平行导轨的内侧、与导轨处于竖直向上的磁场中,导体棒MN平行导轨处于垂直导轨平面的磁场中,当MN以速度v向右匀速远动时,ab恰好静止,弹簧无形变,现使v减半仍沿原方向匀速运动,ab开始沿导轨下滑,磁场大小均为B,导轨宽均为L,导体棒ab、MN质量相同、电阻均为R,其他电阻不计,导体棒与导轨接触良好,弹簧始终在弹性范围内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A. MN中电流方向从M到N
B. ab受到的安培力垂直纸面向外
C. ab开始下滑直至速度首次达峰值的过程中,克服摩擦产生热量
D. ab速度首次达到峰值时,电路的电热功率为
最佳答案: A、当向右匀速运动,根据右手定则知电流由N到M,故A错误;
B、电流由a到b,根据左手定则知ab安培力垂直纸面向外,故B正确;
C、当MN以速度v向右匀速远动时,ab恰好静止,则电流I=
,ab受到的最大静摩擦力Fm=μBIL=
,根据平衡条件得:
=mg,当v′=
v时,Fm′=
•
,速度第一次达到最大时,加速度等于零,ab再次平衡,mg=Fm′+kx,则ab下落的距离x=
,克服摩擦产生的热量Q1=Fm′•x=
,故C正确;
D、ab速度首次到达峰值时,电路电流I=
,电路的电热功率为P=2I2R=2×
=
,故D正确.
故选:BCD