Question

如圖所示，固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L，右端接有阻值為R的電阻，空間存在在方向豎直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上。初始時刻，彈簧恰處于自然長度。給導(dǎo)體棒水平向右的初速度v₀，導(dǎo)體棒開始沿導(dǎo)軌往復(fù)運動，在此過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知導(dǎo)體棒的電阻r與定值電阻R的阻值相等，不計導(dǎo)軌電阻，則下列說法中正確的是

A．導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻受到的安培力向左

B．導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻導(dǎo)體棒兩端的電壓U=BLv₀

C．導(dǎo)體棒開始運動后速度第一次為零時，系統(tǒng)的彈性勢能E_p=m

D．金屬棒最終會停在初始位置，在金屬棒整個運動過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=m

 

Answer 1

【答案】

AD

【解析】

試題分析：導(dǎo)體棒和定值電阻組成閉合線圈，開始運動的初始時刻，導(dǎo)體棒向右運動，線圈面積減小，根據(jù)楞次定律來據(jù)去留，安培力阻礙線圈面積的變化，所以安培力水平向左，選項A對。根據(jù)楞次定律導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，但導(dǎo)體棒和定值電阻組成閉合回路，導(dǎo)體棒兩端電壓為路端電壓，已知導(dǎo)體棒的電阻r與定值電阻R的阻值相等所以路端電壓選項B錯。導(dǎo)體棒向右運動的過程，安培力和彈簧彈力做功，根據(jù)功能關(guān)系產(chǎn)生的焦耳熱選項C錯。金屬棒最終會停下來時，不再切割磁感線，沒有感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，不受安培力，而導(dǎo)軌光滑，沒有摩擦力，所以導(dǎo)體棒靜止時，彈簧彈力為0，即彈簧原長，根據(jù)功能關(guān)系，電路上產(chǎn)生的焦耳熱，由于電路內(nèi)阻等于外阻，所以電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為，選項D對。

考點：電磁感應(yīng)定律