Question

5．兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖所示，除電阻R外其余電阻不計(jì)．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（　�。�

• A． 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g
• B． 金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)閍→b
• C． 金屬棒的速度為v時(shí)，電路中的電功率為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R}$
• D． 電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒下落過程中切割磁感線，回路中形成電流，根據(jù)右手定則可以判斷電流的方向，正確分析安培力變化可以求解加速度的變化情況，下落過程中正確應(yīng)用功能關(guān)系可以分析產(chǎn)生熱量與重力勢能減小量的大小關(guān)系．

解答 解：A、金屬棒釋放瞬間，速度為零，感應(yīng)電流為零，由于彈簧處于原長狀態(tài)，因此金屬棒只受重力作用，故其加速度的大小為g，故A正確；
B、根據(jù)右手定則可知，金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R電流方向?yàn)閎→a，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)金屬棒的速度為v時(shí)，E=BLv，安培力大小為：$F=BIL=B\frac{BLv}{R}•L=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，故C正確；
D、當(dāng)金屬棒下落到最底端時(shí)，重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能和焦耳熱，所以電阻R上產(chǎn)生的總熱量小于金屬棒重力勢能的減少，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)導(dǎo)體棒速度的變化正確分析安培力的變化往往是解決這類問題的重點(diǎn)，在應(yīng)用功能關(guān)系時(shí)，注意彈性勢能的變化，這點(diǎn)是往往被容易忽視的．