Question

【題目】如圖所示，電阻為R，其他電阻均可忽略，ef是一電阻不計的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好的接觸，又能沿框架無摩擦下滑，整個裝置放在與框架垂直的勻強磁場中，當(dāng)ef從靜止下滑經(jīng)一段時間后閉合S，則S閉合后( )

A. ef的加速度可能大于g

B. ef的加速度一定小于g

C. ef最終速度隨S閉合時刻的不同而不同

D. ef的機械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定不變

Answer 1

【答案】AD

【解析】

棒沿框架無摩擦下滑，先做自由落體運動，當(dāng)閉合開關(guān)時，由于棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，出現(xiàn)感應(yīng)電流，導(dǎo)致棒受到安培力，根據(jù)安培力公式大小，可判定棒的合力，從而確定加速度大小與方向；當(dāng)棒達到受力平衡時，處于最大速度．在整個過程中，只有重力與安培力做功，因此棒的機械能與電路中產(chǎn)生的電能是守恒的．

當(dāng)閉合開關(guān)時，棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，對應(yīng)的安培力若大于重力，則棒加速度方向向上，大小可能大于g，也可能小于g，故A正確，B錯誤；當(dāng)閉合開關(guān)時，棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，對應(yīng)的安培力若大于重力，則棒加速度方向向上，因此棒做減速，導(dǎo)致安培力也減小，從而使加速度也減小，所以直到棒做勻速運動。當(dāng)安培力小于重力，則棒繼續(xù)加速，直到勻速直線運動為止。因此棒達到穩(wěn)定速度與開關(guān)閉合的先后無關(guān)。故C錯誤；在整個過程中，只有重力與安培力做功，因此棒的機械能與電路中產(chǎn)生的電能是守恒的。故D正確；故選AD。