1.(2020年广东名校月考)(多选)如图甲所示,两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内,相距l=1 m.磁感应强度B=1 T的范围足够大的匀强磁场垂直导轨平面向下.两根质量均为m=1 kg、电阻均为r=0.5 Ω的导体杆a、b与两导轨垂直放置且接触良好,开始两杆均静止.已知a杆与导轨间的动摩擦因数μ1=0.15,b杆与导轨间的动摩擦因数μ2=0.1,现对b杆施加一与杆垂直且大小随时间按图乙规律变化的水平外力F,已知在t1时刻,a杆开始运动.假设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,重力加速度g取10 m/s2.则下列说法正确的是( )
A.当a杆开始运动时,b杆的速度大小为1.6 m/s
B.当a杆开始运动时,b杆的加速度为零
C.两杆最终以不同的速度做匀速直线运动
D.在t1~t2时间内,安培力对a、b杆做功的代数和的值等于系统产生的焦耳热
【答案】BCD 【解析】t=t1时,a杆开始运动,此时回路中的电流I1=,a杆受到的安培力大小FA=BI1l=μ1mg,可得v1=1.5 m/s,故A错误;t=t1时,外力大小为F2=2.5 N,对b杆有F2-FA-μ2mg=ma,可得a=0,故B正确;t=t2后,外力大小F=2.5 N,又μ1mg+μ2mg=2.5 N,可知最终两杆受到安培力的大小均为FA=μ1mg,两杆以不同的速度做匀速直线运动,故C正确;在t1~t2时间内,由功能关系可知,安培力对a、b杆做功的代数和的值等于系统产生的焦耳热,故D正确.
2.(2020年江苏名校期末)(多选)如图所示,水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨,导轨间距为L,导轨上面平行放着质量相等的导体棒ab和cd.设导体棒始终处于竖直向上的大小为B的匀强磁场区域内,且导体棒可在导轨上无摩擦地滑行,初始时刻ab棒静止,给cd棒一个向右的初速度v0,则( )
A.ab棒将向左运动
B.cd棒的速度一直大于ab棒的速度
C.ab棒的最大速度为0.5v0
D.当cd棒速度为0.8v0时,回路中的电动势为0.6BLv0
【答案】CD 【解析】当cd棒向右运动时,根据右手定则可知产生abcd方向的电流,再对ab棒分析,根据左手定则可知ab棒受到向右的安培力,故ab棒向右运动,A错误;根据对ab棒和cd棒受力分析可知cd棒做减速运动,ab棒做加速运动,最终两棒共速一直运动下去,B错误;两棒在运动过程中因为水平方向上不受摩擦力,动量守恒,当两棒共速时ab棒具有最大速度,故有mv0=2mv1,解得v1=0.5v0,C正确;当cd棒速度为0.8v0时,设ab棒的速度为v2,根据动量守恒定律可知mv0=mv2+m×0.8v0,解得v2=0.2v0;两棒均向右运动,所以可知回路中的感应电动势E=BLv相对=BL(0.8v0-0.2v0)=0.6BLv0,D正确.