Question

【題目】如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，僅在虛線MN下面的空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻R，質(zhì)量為m、電阻r的金屬棒兩端各套在導(dǎo)軌上并可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，將金屬棒從圖示位置由靜止釋放，則進(jìn)入磁場(chǎng)后（ ）

A. a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì) B. 金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)過程中可能做勻減速運(yùn)動(dòng)

C. 金屬棒受到的最大安培力大小為mg D. 金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱小于金屬棒機(jī)械能的減少量

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據(jù)右手定則判斷電勢(shì)的高低；根據(jù)安培力公式F=分析棒進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況；金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后可能做勻速運(yùn)動(dòng)，可能做減速運(yùn)動(dòng)，也可能做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)情況，分析能量是如何轉(zhuǎn)化的．

根據(jù)右手定則判斷可知：ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從a到b，a點(diǎn)相當(dāng)于電源的負(fù)極，b點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極，則a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)．故A錯(cuò)誤．金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，若安培力大于重力，棒做減速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的減小，根據(jù)安培力公式F=可知，安培力不斷減小，合力減小，加速度減小，所以棒做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng)，不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤．若棒做減速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)安培力最小，為mg；若棒做加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)安培力最大為mg；若勻速運(yùn)動(dòng)，安培力不變，大小為mg，故C錯(cuò)誤．金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路中產(chǎn)生電能，轉(zhuǎn)化為電阻R和金屬棒的內(nèi)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得知：金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱小于金屬棒機(jī)械能的減少量，故D正確．故選D．