Question

【题目】如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是( )

A. 导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左

B. 导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U = BLv0

C. 导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能

D. 金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热

Answer 1

【答案】AD

【解析】试题分析：导体棒和定值电阻组成闭合线圈，开始运动的初始时刻，导体棒向右运动，线圈面积减小，根据楞次定律来据去留，安培力阻碍线圈面积的变化，所以安培力水平向左，选项A对。根据楞次定律导体棒切割磁感线产生的感应电动势，但导体棒和定值电阻组成闭合回路，导体棒两端电压为路端电压，已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等所以路端电压选项B错。导体棒向右运动的过程，安培力和弹簧弹力做功，根据功能关系产生的焦耳热选项C错。金属棒最终会停下来时，不再切割磁感线，没有感应电动势和感应电流，不受安培力，而导轨光滑，没有摩擦力，所以导体棒静止时，弹簧弹力为0，即弹簧原长，根据功能关系，电路上产生的焦耳热，由于电路内阻等于外阻，所以电阻R上产生的焦耳热为，选项D对。