Question

18．如图，一端接有定值电阻R的足够长的平行金属导轨，放在绝缘斜面上（斜面未画出），匀强磁场垂直于导轨平面向上，导体棒ab垂直于导轨放置．现给导体棒沿斜面向上的初速度v，经过一段时间导体棒又回到原位置．在运动过程中导体棒ab始终垂直于导轨，导轨和导体棒的电阻可忽略不计．则（　　）

• A． 在上滑过程导体棒中的电流方向由a到b
• B． 回到原位置时导体棒的速度大小仍为v
• C． 开始上滑和回到原位置时导体棒的加速度大小相等
• D． 上滑过程与下滑到初始位置的过程通过导体棒截面的电荷量相等

Answer 1

分析 根据右手定则判断感应电流的方向；根据能量守恒定律分析金属棒回到原位置的速度大小；根据安培力与速度的关系及牛顿第二定律分析加速度的大小关系；根据公式q=$\frac{△Φ}{R}$分析通过棒的电量关系．

解答 解：
A、金属棒上滑时，根据右手定则判断可知棒中感应电流的方向由b到a，故A错误．
B、金属棒运动过程中产生感应电流，受到安培力作用，根据楞次定律可知安培力总是阻碍金属棒相对于导轨运动，所以金属棒的机械能不断减小，则金属棒回到原位置是速度大小必小于v．故B错误．
C、根据牛顿第二定律得：
对于上滑过程：mgsinθ+F_安=ma_上；对于下滑过程：mgsinθ-F_安′=ma_下；可知：a_上＞a_下．故C错误．
D、金属棒上滑阶段和下滑阶段中回路磁通量的变化量相等，根据q=$\frac{△Φ}{R}$可知通过棒的电量相等，故D正确．
故选：D．

点评 解决本题的关键通过能量守恒定律比较出回到出发点的速度和初速度的大小，从而确定每个位置感应电流和速度的大小．记住感应电量经验公式q=$\frac{△Φ}{R}$，研究电量问题．