Question

8．在如图的甲、乙、丙中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动．甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒．导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab 一个向右的初速度v₀，导体棒的最终运动状态是（　　）

• A． 三种情况下，导体棒ab最终均静止
• B． 图甲、丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中ab棒最终静止
• C． 图甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动
• D． 甲乙两种情况下，电阻R上产生的焦耳热一定不同

Answer 1

分析 根据电路中的电动势，分析通过R的电流关系．
图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，分析电路中电流的变化，即可判断ab棒所受的安培力，确定ab棒的运动情况．
图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒将做减速运动；图丙中，分析导体棒受到的安培力情况，判断ab棒的运动情况．

解答 解：ABC、图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；
图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，故AC错误，B正确；
D、甲中棒的部分动能转化为内能，图乙图过程中，棒的动能全部转化为内能；丙图中，电源的电能和棒的动能转化为内能，故有Q_甲＜Q_乙＜Q_丙，故D正确；
故选：BD．

点评 本题考查对电磁感应现象动态变化分析的问题，分析安培力的变化是关键，根据合力和速度方向的关系判断导体棒的运动情况．