Question

如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界水平，方向垂直線面向里，兩固定豎直光滑金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，完全相同的導(dǎo)體棒ab、cd水平置于磁場(chǎng)上方且相距一定距離．現(xiàn)同時(shí)由靜止釋放ab、cd，ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，ab出磁場(chǎng)時(shí)，cd剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好．豎直導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，則cd在穿越磁場(chǎng)過程中（　　）

A．c端電勢(shì)高于d端

B．勻速穿過磁場(chǎng)

C．運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

D．克服安培力做的功等于ab穿越磁場(chǎng)過程中克服安培力做的功

Answer 1

分析：根據(jù)右手定則得出電勢(shì)的高低；結(jié)合ab棒、cd棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小關(guān)系判斷cd棒穿越磁場(chǎng)過程中的運(yùn)動(dòng)情況，以及運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，結(jié)合安培力的大小比較克服安培力做功的大小關(guān)系．

解答：解：A、cd棒在穿越磁場(chǎng)的過程中，根據(jù)右手定則知，d端的電勢(shì)高于c端．故A錯(cuò)誤．
B、ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，知安培力等于重力，即mg=

B2L2v1

R

，因?yàn)閏d棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大于ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，所以安培力大于重力，所以cd棒進(jìn)入磁場(chǎng)先做減速運(yùn)動(dòng)．故B錯(cuò)誤．
C、因?yàn)閏d棒進(jìn)入磁場(chǎng)先做減速運(yùn)動(dòng)，若速度達(dá)到ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度會(huì)做勻速運(yùn)動(dòng)．即cd棒進(jìn)入磁場(chǎng)可能先減速后勻速，或一直做減速運(yùn)動(dòng)．不管做哪一種運(yùn)動(dòng)，平均速度都大于ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．故C正確．
D、因?yàn)閏d棒在磁場(chǎng)中的速度不小于ab棒的速度，則安培力不小于ab棒所受的安培力，即cd棒克服安培力做功大于ab棒穿越磁場(chǎng)中克服安培力所做的功．故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵通過金屬棒所受的安培力和重力的關(guān)系判斷金屬棒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握右手定則判斷電勢(shì)的高低．