Question

10．如圖所示，電阻為R，其它電阻均可忽略，ef是一電阻不計的水平放置的導體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab與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的勢能的減小與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能一定相等

Answer 1

分析 棒沿框架無摩擦下滑，先做自由落體運動，當閉合開關(guān)時，由于棒切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，出現(xiàn)感應電流，導致棒受到安培力，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．

解答 解：A、B、當閉合開關(guān)時，棒切割磁感線產(chǎn)生感應電流，對應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；
C、當閉合開關(guān)時，棒切割磁感線產(chǎn)生感應電流，對應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．當安培力小于重力，則棒繼續(xù)加速，直到勻速直線運動為至．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；
D、在整個過程中，只有重力與安培力做功，ef的重力勢能的減小轉(zhuǎn)化為回路內(nèi)產(chǎn)生的電能和棒的動能，因此ef的重力勢能的減小大于回路內(nèi)產(chǎn)生的電能．故D錯誤；
故選：A

點評 本題是電磁感應與力學知識的綜合，其橋梁是安培力，這類問題往往安培力的分析和計算是關(guān)鍵．