题目内容
【题目】如图所示,质量为m的直导体棒垂直放在光滑水平导轨ab、cd上,导轨跟直流电源相连,两导轨间的距离为L,闭合开关后导体棒中通过恒定的电流。劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,当棒处于静止状态时弹簧处于伸长状态且伸长量为x,则下列说法正确的是( )
A. 回路中的电流为逆时针方向
B. 金属棒静止时电流等于
C. 若仅将电流方向反向,电流改变方向后的瞬间,导体棒的加速度大小为
D. 改变磁场方向,使磁场与导轨ab、cd平行,则金属棒受到的安培力等于零
【答案】BC
【解析】
根据弹簧伸长可知安培力的方向,由左手定则可确定通电导线的电流方向;电流改变方向后的瞬间,安培力方向变化,但大小不变,由牛顿第二定律可求得加速度;使磁场与导轨ab、cd平行,磁场方向与电流方向仍然垂直,金属棒受到的安培力不为零。
由于弹簧伸长,则安培力方向水平向右;由左手定则可得,回路中电流方向为顺时针方向,故A错误;由于弹簧伸长为x,根据胡克定律和平衡条件可得,kx=BIL,则有,故B正确;电流改变方向后的瞬间,安培力瞬间变为向左,大小不变,由牛顿第二定律得:2kx=ma,得,故C正确;改变磁场方向,使磁场与导轨ab、cd平行,磁场方向与电流方向仍然垂直,金属棒受到的安培力不为零,故D错误。所以BC正确,AD错误。
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