题目内容
1.如图所示,竖直平面内有一足够长的宽度为L的金属导轨,质量为m的金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,且导体棒ab与金属导轨接触良好,ab电阻为R,其他电阻不计.导体棒ab由静止开始下落,过一段时间后闭合开关S,发现导体棒ab仍然做变速运动,则在以后导体棒ab的运动过程中,下列说法中正确的是( )A. | 导体棒ab做匀变速运动 | |
B. | 导体棒的机械能守恒 | |
C. | 单位时间内克服安培力做的功全部转化为内能 | |
D. | 导体棒ab最后做匀速运动时,速度大小为v=$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$ |
分析 闭合导体棒前,杆自由落体运动,闭合后,有感应电流,受向上的安培力,棒可能加速、匀速、减速,根据牛顿第二定律、安培力公式、切割公式、闭合电路欧姆定律列式分析.
解答 解:A、导体棒做变速运动,说明此时安培力与重力不平衡,速度将发生变化,安培力也随速度的变化而变化,则合外力变化,故导体棒不可能做匀变速运动,故A错误;
B、由于导体棒受安培力作用,故机械能不守恒,故B错误;
C、根据功能关系可知,单位时间内克服安培力做的功全部转化为内能,故C正确;
D、最后匀速运动时,mg=BIL,而I=$\frac{E}{R}$;E=BLv,联立解得最大速度为v=$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$,故D正确.
故选:CD.
点评 本题是动态分析问题,不管导体棒是加速还是减速,都做加速度不断减小的运动,最后做匀速直线运动,根据牛顿第二定律并结合安培力公式、切割公式、闭合电路欧姆定律列式分析即可
练习册系列答案
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6.在返回舱减速下降阶段( )
A. | 阻力做正功 机械能增加 | B. | 阻力做正功 机械能减少 | ||
C. | 阻力做负功 机械能增加 | D. | 阻力做负功 机械能减少 |
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