Question

【題目】兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導軌接觸良好,導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,如圖所示除電阻R外其余電阻不計現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.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為b→a

C.金屬棒的速度為v時,所受的安培力大小為

D.金屬棒下落過程中,電阻R上產生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A．釋放瞬間金屬棒的速度為零，沒有感應電流產生，不受安培力，金屬棒只受重力，所以金屬棒的加速度為g。故A正確。

B．金屬棒向下運動時切割磁感線，根據右手定則判斷可知，流過電阻R的電流方向為b→a，故B正確。

C．金屬棒的速度為v時，回路中產生的感應電流為，所受的安培力大小為．故C正確。

D．由于金屬棒產生感應電流，受到安培力的阻礙，系統的機械能不斷減少，最終金屬棒停止運動，彈簧具有彈性勢能，所以導體棒的重力勢能轉化為內能和彈簧的彈性勢能，則根據能量守恒定律得知在金屬棒運動的過程中，電阻R上產生的總熱量等于棒的重力勢能減少量與彈簧彈性勢能之差，故D錯誤。