Question

【題目】如圖所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點(diǎn)為圓弧的圓心．兩金屬軌道之間的寬度為0.5 m，勻強(qiáng)磁場方向如圖，大小為0.5 T．質(zhì)量為0.05 kg、長為0.5 m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn)．當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2 A的恒定電流時(shí)，金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止開始運(yùn)動(dòng)．已知MN＝OP＝1 m，則(　　)

A. 金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)的加速度為5 m/s2

B. 金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5 m/s

C. 金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小10 m/s2

D. 金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對每一條軌道的作用力大小為0.75 N

Answer 1

【答案】D

【解析】A、金屬細(xì)桿在水平方向受到安培力作用，安培力大小： ，金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)的加速度為： ，A錯(cuò)誤；

B、對金屬細(xì)桿從M點(diǎn)到P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，安培力做功： ，重力做功： ，由動(dòng)能定理得： ，解得金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為，B錯(cuò)誤；

C、金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度可分解為水平方向的向心加速度和豎直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小為，C錯(cuò)誤；

D、在P點(diǎn)金屬細(xì)桿受到軌道水平向左的作用力F，水平向右的安培力，由牛頓第二定律得： ，解得： ，每一條軌道對金屬細(xì)桿的作用力大小為0.75 N，由牛頓第三定律可知金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對每一條軌道的作用力大小為0.75 N，D正確；

故選D。