Question

19．如圖所示，足夠長的金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上．虛線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．a(chǎn)b、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．開始兩棒靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無初速釋放時(shí)，對ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．則（　　）

• A． ab棒中的電流方向由b到a
• B． cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)
• C． cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力
• D． 力F做的功等于兩棒產(chǎn)生的電熱與ab棒增加的機(jī)械能之和

Answer 1

分析 ab棒沿豎直向上運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，由cd棒的電流方向及磁場方向判斷所受安培力的方向，再判斷摩擦力從而確定棒的運(yùn)動(dòng)情況，力F所做的功應(yīng)等于所產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和．

解答 解：A、ab向上運(yùn)動(dòng)的過程中，穿過閉合回路abcd的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可得ab棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故A正確；
B、cd棒中感應(yīng)電流由c到d，其所在的區(qū)域有向下磁場，所受的安培力向里，cd棒所受的摩擦力向上．a(chǎn)b棒做加速直線運(yùn)動(dòng)，速度增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增加，cd棒所受的安培力增大，對導(dǎo)軌的壓力增大，則滑動(dòng)摩擦力增大，摩擦力先小于重力，后大于重力，所以cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng)，最后停止運(yùn)動(dòng)．故B錯(cuò)誤；
C、因安培力增加，cd棒受摩擦力的作用一直增加，根據(jù)B的分析可知，最大值會(huì)大于重力．故C正確；
D、對ab棒分析可知，根據(jù)動(dòng)能定理可得W_F-W_安-W_G=$\frac{1}{2}$mv²-0，力F所做的功應(yīng)等于ab棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和，故D正確
故選：ACD

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是根據(jù)會(huì)分析導(dǎo)線安培力的變化，判斷摩擦力的變化，由右手定則判斷電流方向．明確功與能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系