Question

8．光滑平行導軌水平放置，導軌左端通過開關S與內阻不計、電動勢為E的電源相連，右端與半徑為L=20cm的兩段光滑圓弧導軌相接，一根質量m=60g，電阻R=1Ω、長為L的導體棒ab，用長也為L的絕緣細線懸掛，如圖所示，系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T，當閉合開關S后，導體棒沿圓弧擺動，擺到最大高度時，細線與垂直方向成θ=53°角，擺動過程中導體棒始終與導軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài)，導軌電阻不計，sin53°=0.8，g=10m/s²，則（　�。�

• A． 磁場方向一定豎直向下
• B． 電源電動勢E=3.0V
• C． 導體棒在擺動過程中所受安培力F=3N
• D． 導體棒在擺動過程中電源提供的電能為0.048J

Answer 1

分析 棒在安培力的作用，獲得動能，根據左手定則分析磁場的方向．根據動能定理和安培力公式、歐姆定律結合求電源的電動勢，并求出安培力F的大�。�由能量守恒求解電源提供的電能．

解答 解：A、當開關S閉合時，導體棒向右擺動，說明其所受安培力水平向右，由左手定則可知，磁場方向豎直向下，故A正確；
BC、設電路中電流為I，電源的電動勢為E，則
根據動能定理得：mgL（1-cos53°）=FLsin53°，解得安培力 F=0.3N
由F=BIL=B$\frac{E}{R}$L，得 E=3V，故B正確，C錯誤．
D、導體棒在擺動過程中電源提供的電能為 E=mgL（1-cos53°）=0.06×10×0.2×0.4J=0.048J，但是還有焦耳熱，故D錯誤．
故選：AB．

點評 本題是通電導體在磁場中運動問題，知道運用左手定則判斷安培力與磁場的關系，運用動能定理和能量守恒定律分析能量問題．