Question

【題目】如圖所示，寬為L的平行金屬導(dǎo)軌由光滑的傾斜部分和足夠長(zhǎng)的粗糙水平部分平滑連接，右端接阻值為R的電阻c，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在傾斜部分同一高度h處放置兩根細(xì)金屬棒a和b，由靜止先后釋放，a離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)b恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，a在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的總距離為s。a、b質(zhì)量均為m，電阻均為R，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中

A. a棒中的電流方向會(huì)發(fā)生改變B. a棒兩端的最大電壓為

C. 電阻c消耗的電功率一直減小D. 電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．當(dāng)a棒進(jìn)入磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲�，�?dāng)a棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)b棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，同理可判斷通過(guò)a棒的電流方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶�，故通過(guò)a棒的電流方向會(huì)發(fā)生改變，故A正確；

B．a棒從斜面靜止釋放過(guò)程中有：，解得進(jìn)入水平軌道的速度大小為，a棒進(jìn)入磁場(chǎng)后受到安培力和摩擦力的作用做減速運(yùn)動(dòng)，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度最大，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，此時(shí)a棒作為等效電源，b棒與電阻c并聯(lián)，并聯(lián)電阻大小為，則總電阻為，故a棒兩端的最大電壓為，故B錯(cuò)誤；

C．a棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知，電流逐漸減小，故電阻c消耗的電功率由逐漸減��；當(dāng)a棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)b棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，此時(shí)b棒的速度與a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，則電阻c消耗的電功率仍由逐漸減小，故電阻c消耗的電功率并非一直減小，故C錯(cuò)誤；

D．由能量守恒定律可知，整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的總熱量為，且，其中，則電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為，故D正確。