Question

20．两根足够长的光滑导轨竖直放置，底端接阻值为R 的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与匀强磁场垂直，如图所示．除电阻R 外，其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则（　　）

• A． 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
• B． 当弹簧的拉力和金属棒的重力第一次大小相等时，流过电阻R 的电流最大
• C． 金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为b→a
• D． 金属棒运动的整个过程中，电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

Answer 1

分析 导体棒下落过程中切割磁感线，回路中形成感应电流，根据右手定则可以判断电流的方向，正确分析安培力可以求解加速度．下落过程中正确应用功能关系可以分析产生热量与重力势能减小量的大小关系．

解答 解：A、金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，不受安培力，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为g，故A正确；
B、当弹簧的拉力与安培力之和和金属棒的重力第一次大小相等时，金属棒的速度最大，产生的感应电流最大，故B错误；
C、根据右手定则可知，金属棒向下运动时，流过电阻R电流方向为b→a，故C正确；
D、最终金属棒静止，此时弹簧处于伸长状态，由能量转化和守恒知重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量，故D错误．
故选：AC．

点评 根据导体棒速度的变化正确分析安培力的变化往往是解决这类问题的重点，在应用功能关系时，注意弹性势能的变化，这点是往往被容易忽视的．