Question

【题目】如图所示，宽度为d平行的导轨固定在光滑绝缘的水平面上，导轨右端通过电键K连接一直流电源。质量为m电阻不能忽略的金属棒MN与导轨接触良好并通过长为L的绝缘细线悬挂起来，此时细线竖直且处于张紧状态，空间有竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场(图中没画出)。现闭合电键K，金属棒MN向左摆起到最高点时细线与竖直方向夹角为θ。已知重力加速度为g，则下列说法错误的是

A. 匀强磁场方向竖直向上

B. 金属棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于

C. 金属棒离开导轨前通过电荷量等于

D. 金属棒离开导轨前电源提供的电能等于

Answer 1

【答案】D

【解析】当开关K闭合时，金属棒向左摆起，说明其所受安培力水平向左，根据左手定则可知匀强磁场方向竖直向上，故A说法正确；金属棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgL（1-cosθ），故B说法正确；设金属棒左摆初动能为Ek，摆动过程中机械能守恒，有Ek=mgL（1-cosθ），由动量定理可知： ，电量为： ，故C说法正确。金属棒离开导轨前电源提供的电能除了转化为金属棒的重力势能，还要产生焦耳热，故大于mgL(1－cosθ)，故D错误。所以选D。