Question

如圖所示，電阻器阻值為R（軌道電阻忽略不計），ef是一電阻不計質(zhì)量為m的水平放置的導(dǎo)體棒，棒的兩端分別與ab和cd保持良好接觸，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從靜止下滑經(jīng)過一段時間后閉合S，則S閉合后（ ）

A．ef的加速度可能大于g
B．ef的加速度可能小于g
C．ef的最終速度隨S閉合時刻的不同而不同
D．ef的機械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒

Answer 1

【答案】分析：棒沿框架無摩擦下滑，先做自由落體運動，當(dāng)閉合開關(guān)時，由于棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，出現(xiàn)感應(yīng)電流，導(dǎo)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(dāng)棒達(dá)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、當(dāng)閉合開關(guān)時，棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，對應(yīng)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、當(dāng)閉合開關(guān)時，棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，對應(yīng)的安培力若小于重力，則棒加速度方向向下，大小可能小于g，故B正確；
C、當(dāng)閉合開關(guān)時，棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，對應(yīng)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(dǎo)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(dāng)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(dá)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，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：ABD
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．