题目内容

如图所示.电租为R,其他电阻均可忽略,ef是一电阻可不计质最为m的水平放置的导体棒,棒的两端分别与竖起放置的ab、cd框保持良好接触,又能沿框架无摩擦下滑,整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中,当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S,则S闭合后(  )
A.导体棒ef的加速度一定大于g
B.导体棒ef的加速度一定小于g
C.导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同
D.导体棒ef的机械能与回路内产生的内能之和一定守恒
D

试题分析:设闭合S时,ef下落的高度为h,由可求:此时ef的速度为,闭合S后ef切割磁感线产生的电动势为E=BLv,电流,安培力F=BIL,由题意知,因h大小不知,故安培力F大小不知,所以不能确定闭合S后,ef棒加速度的大小,所以A、B错误;不管h为何值,最终棒匀速下落即BIL=mg,联立解得:,故C错误;在下落的过程中只有重力和安培力做功,所以能量在机械能与焦耳热之间转化,故导体棒ef的机械能与回路内产生的内能之和不变,所以D正确。
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