如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L=20cm的光滑圆弧导轨相接，导轨电阻均不计．导轨所在空间有竖直方向的匀强磁

Question

如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L=20cm的光滑圆弧导轨相接，导轨电阻均不计．导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．一根质量m=60g、电阻R=1Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触．当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，最后导体棒摆角最大时，细线与竖直方向的夹角θ=53°，sin 53°=0.8，g=10m/s²则（　　）

A. 磁场方向一定竖直向上

B. 电源电动势E=8.0 V

C. 导体棒在摆动过程中所受安培力F=8 N

D. 导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J

Answer 1

A、当开关S闭合时，导体棒向右摆动，说明其所受安培力水平向右，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故A错误；
B、C、设电路中电流为I，电源的电动势为E，由F=BIL=B(E)/(R)L，导体棒ab摆角最大时，细线与竖直方向的夹角θ=53°则tanθ=(F)/(mg)得联立解得：E=8.0V，安培力 F=0.8N； 故B正确，C错误．
D、导体棒在摆动过程中电源提供的电能为 E=mgL（1-cos53°）=0.06×10×0.2×0.4J=0.048J，但是在摆动过程中还有焦耳热的产生，因此电源提供的电能一定大于0.048J，故D错误．
故选：B