Question

【題目】如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌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0．5m，勻強(qiáng)磁場方向如圖所示，大小為0．5T．質(zhì)量為0．05kg、長為0．5m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2A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NP為導(dǎo)軌上的兩點(diǎn)，ON豎直、OP水平，，且MN=OP=1m，g取10m/s2，則（ ）

A．金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為5m/s2

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

C．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為10m/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0．75N

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：根據(jù)牛頓第二定律得：金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為；故A錯(cuò)誤．設(shè)金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為v．從M到P過程，由動(dòng)能定理得：-mgR+BIL（MN+OP）=mv2

則得：；故B錯(cuò)誤．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為．故C錯(cuò)誤．在P點(diǎn)，設(shè)每一條軌道對細(xì)桿的作用力大小為N，由牛頓第二定律得：2N-BIL=ma

代入數(shù)據(jù)解得：由牛頓第三定律得細(xì)桿在P點(diǎn)對每一條軌道的作用力大小為N′=N=0．75N．故D正確．故選D。