电磁有关的选择题

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(多选)如图所示,一根质量为m、长为L的直金属棒垂直纸面放置在倾角为θ的固定斜面上,金属棒与斜面间的动摩擦因数为μ,当金属棒中未通电流时,恰能沿斜面匀速下滑,现给金属棒中通以垂直纸面向里的大小可变的电流I,欲使金属棒在斜面上由静止开始沿斜面向下做匀加速运动,可加一平行于纸 面的匀强磁场,磁感应强度的大小不变,方向可以变化。重力加速度大小为g,则(  )

A.金属棒运动的加速度大小一定大于g

B.金属棒所受的滑动摩擦力可能为0,此时棒的加速度大小可能为gsinθ

C.若金属棒的加速度大小为a,安培力一定大于mgsinθ

D.若金属棒的加速度大小为a,当磁场方向竖直向下时,安培力最小


答案:BD

未加电流时,金属棒匀速下滑,说明支持力和摩擦力的合力与重力等值反向,即 支持力和摩擦力的合力沿竖直向上的方向,如图1所示.加电流后,金属棒受安培力F的作 用,由前面分析知支持力、摩擦力、重力的合力Fo一定沿竖直方向,可向上,也可向下.由于金 属棒沿斜面加速下滑,金属棒的合力沿斜面向下,如图2所示,从图中可以看出,Fo与重力的 大小关系不定,Fo与ma的大小关系不定,所以无法确定a与g的大小关系,A错误;当摩擦力为零时,是由于支持力为零, 所以Fo只是重力,F。、F、ma能构成三角形即可,但无法确定ma的大小,即无法确定a的大小,若安培力垂直于斜面向上, 且大小恰好等于mgcos θ,则金属棒的加速度为gsin θ,故B正确;由图中可以看出,当a一定时,F有最小值,大小为macosθ, . C错误;当F有最小值时,磁场方向竖直向下,D正确.


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