题目内容

6.如图所示,足够长的金属导轨竖直放置,金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上.虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场,虚线下方有竖直向下的匀强磁场,两匀强磁场的磁感应强度大小均为B.ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ,两棒总电阻为R,导轨电阻不计.开始两棒静止在图示位置,当cd棒无初速释放时,对ab棒施加竖直向上的力F,沿导轨向上做匀加速运动.则(  )
A.ab棒中的电流方向由b到a
B.cd棒先加速运动后匀速运动
C.cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力
D.力F做的功等于ab棒产生的电热与ab棒增加的机械能之和

分析 ab棒沿竖直向上运动,切割磁感线产生感应电流,由右手定则判断感应电流的方向,由cd棒的电流方向及磁场方向判断所受安培力的方向,再判断摩擦力从而确定棒的运动情况,力F所做的功应等于所产生的电热与增加的机械能之和.

解答 解:A、ab棒沿竖直向上运动,切割磁感线产生感应电流,由右手定则判断可知,ab棒中的感应电流方向为b→a,故A正确
B、cd棒中感应电流由c到d,其所在的区域有向下磁场,所受的安培力向里,cd棒所受的摩擦力向上.ab棒做匀加速直线运动,速度增大,产生的感应电流增加,cd棒所受的安培力增大,对导轨的压力增大,则滑动摩擦力增大,摩擦力先小于重力,后大于重力,所以cd棒先加速运动后减速运动,最后停止运动.故B错误.
C、因安培力增加,cd棒受摩擦力的作用一直增加,会大于重力.故C错误
D、根据功能关系可知,力F所做的功应等于两棒产生的电热、摩擦生热与增加的机械能之和.故D错误.
故选:A.

点评 本题关键是根据会分析导线安培力的变化,判断摩擦力的变化,由右手定则判断电流方向.明确功与能量的转化关系.

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