题目内容

如图所示,ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨,处在方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场中,AB间距为L,左右两端均接有阻值为R的电阻,质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上,与导轨接触良好,并与轻质弹簧组成弹簧振动系统.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒MN具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,导体棒MN第一次运动到最右端,这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q,则 (    )

A.初始时刻棒所受的安培力大小为
B.当棒再一次回到初始位置时,AB间电阻的热功率为
C.当棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为mv02-2Q
D.当棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为mv02-6Q

AC

解析试题分析:导体棒运动切割磁感线产生感应电动势,MN相当于电源,而AB和CD之间的电阻相当于外电路,为并联关系,由于导体棒电阻不计,所以电路总电阻为,初始导体棒以速度向左切割磁感线,感应电动势,干路电流,导体棒受到的安培力,选项A对。当棒再一次回到初始位置时,由于部分动能转化为电能,所以速度小于,电流小于,AB间电阻的电流小于即小于,热功率小于,选项B错。当棒第一次到达最右端时,AB间R上产生的焦耳热为Q,则对导体棒安培力做功为,动能变为0,根据功能关系有,所以弹簧具有的弹性势能,选项C对D错。
考点:电磁感应 安培力做功 功能关系

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