Question

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

A. a點的電勢高于b點的電勢 B. 金屬棒剛進入磁場過程中可能做勻減速運動

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

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據右手定則判斷電勢的高低；根據安培力公式F=分析棒進入磁場后的運動情況；金屬棒進入磁場后可能做勻速運動，可能做減速運動，也可能做加速運動，根據不同的運動情況，分析能量是如何轉化的．

根據右手定則判斷可知：ab中產生的感應電流方向從a到b，a點相當于電源的負極，b點相當于電源的正極，則a點的電勢低于b點的電勢．故A錯誤．金屬棒剛進入磁場的過程中，若安培力大于重力，棒做減速運動，隨著速度的減小，根據安培力公式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動，不可能做勻減速運動，故B錯誤．若棒做減速運動，最終做勻速運動，此時安培力最小，為mg；若棒做加速運動，最終做勻速運動，此時安培力最大為mg；若勻速運動，安培力不變，大小為mg，故C錯誤．金屬棒進入磁場時回路中產生電能，轉化為電阻R和金屬棒的內能，根據能量轉化和守恒定律得知：金屬棒中產生的焦耳熱小于金屬棒機械能的減少量，故D正確．故選D．