Question

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從靜止下滑一段時間后閉合S，則S閉合后（　　）

A、ef的加速度大小可能大于g

B、ef的加速度大小一定小于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)生的電能之和保持不變

Answer 1

分析：當(dāng)ef從靜止下滑一段時間后閉合S，ef將切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到豎直向上的安培力，若安培力大于2mg，則ef的加速度大小可能大于g．若安培力小于mg，則ef的加速度大小可能小于g．ef先做加速度減小的加速或減速運動，當(dāng)加速度減至零時做勻速運動．ef的機械能減小轉(zhuǎn)化為電能．

解答：解：A、B當(dāng)ef從靜止下滑一段時間后閉合S，ef將切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到豎直向上的安培力，若安培力大于2mg，則由牛頓第二定律得知，ef的加速度大小可能大于g．若安培力小于mg，則ef的加速度大小可能小于g．故A正確，B錯誤．
C、棒達到穩(wěn)定速度時一定做勻速運動，由mg=

B2L2v

R

，則得 v=

mgR

B2L2

，可見穩(wěn)定時速度v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，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

點評：本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)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．