Question

1．如圖所示，ab、cd是固定在豎直平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的金屬框架，除電阻R外其余電阻不計(jì)；ef為一金屬桿，與ab、cd接觸良好且沒有摩擦．下滑時(shí)ef始終處于水平狀態(tài)，整個(gè)裝置處在垂直框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ef從靜止下滑一段時(shí)間后，閉合開關(guān)S，則（　　）

• A． 閉合開關(guān)時(shí)ef的加速度一定小于g
• B． 閉合開關(guān)時(shí)ef的加速度可能等于g
• C． 閉合開關(guān)的時(shí)刻不同，ef最終的速度不同
• D． 閉合開關(guān)的時(shí)刻不同，ef最終的速度相同

Answer 1

分析 分析閉合開關(guān)S后ef棒可能的運(yùn)動(dòng)情況：閉合開關(guān)S后桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向上的安培力和向下的重力作用．若重力大于安培力，導(dǎo)體桿先做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)；若重力等于安培力，導(dǎo)體桿做勻速運(yùn)動(dòng)；若重力小于安培力，導(dǎo)體桿先做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)牛頓第二定律可分析桿的加速度與g的關(guān)系．最終ef做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件得到速度的表達(dá)式，進(jìn)行分析．

解答 解：AB、閉合開關(guān)S后，ef桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向上的安培力．若ef所受的安培力F_安=2mg，由牛頓第二定律得F_安-mg=ma，可得加速度a=g．故A錯(cuò)誤，B正確．
CD：閉合S的時(shí)刻不同，但ef最終都做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)最終的速度大小為v，則有：mg=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$
得：v=$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$，由于m、R、B、L都相同，則v一定相同．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題首先要對(duì)開關(guān)閉合后ef可能的運(yùn)動(dòng)情況分析要清楚，其次從力平衡的角度分析，得到穩(wěn)定時(shí)ef的速度表達(dá)式，再進(jìn)行判斷．