题目内容
如图所示，ab、cd是固定在竖直平面内的足够长的金属框架．除bc段电阻为R，其余电阻均不计，ef是一条不计电阻的金属杆，杆两端与ab和cd接触良好且能无摩擦下滑，下滑时ef始终处于水平位置，整个装置处于垂直框面的匀强磁场中，ef从静止下滑，经过一段时间后闭合开关S，则在闭合S后（ ）
A．ef的加速度不可能大于g
B．闭合S的时刻不同，ef的最终速度也不同
C．闭合S的时刻不同，ef最终匀速运动时电流的功率也不同
D．ef匀速下滑时，减少的机械能等于电路消耗的电能
【答案】分析：分析闭合开关S后ef棒的运动情况：闭合开关S后杆切割磁感线产生感应电流，竖直方向受到安培力和重力两个作用，若重力大于安培力，导体杆先做加速度减小的变加速运动后做匀速运动；若重力等于安培力，导体杆做匀速运动；若重力小于安培力，导体杆先做加速度减小的变减速运动后做匀速运动；根据牛顿第二定律可分析杆的加速度与g的关系．最终ef做匀速运动，根据平衡条件得到速度的表达式，进行分析．ef最终匀速运动时，重力的功率等于电功率．重力势能的减小量等于电路产生的电能．
解答：解：
A、闭合开关S后，若ef所受的安培力大于重力的2倍，由牛顿第二定律得知，加速度大于g．故A错误．
B、闭合S的时刻不同，但ef最终都做匀速运动，设最终的速度大小为v，则有：
mg=
，得v=
，由于m、R、B、L都相同，则v一定相同．故B错误．
C、ef最终匀速运动时，设电流的功率为P，则：
P=mgv=
，可见，P是相同的．故C错误．
D、ef匀速下滑时，根据能量守恒定律得知，ef减少的机械能等于电路消耗的电能．故D正确．
故选D
点评：本题首先要对开关闭合后ef可能的运动情况分析要清楚，其次从力平衡和能量守恒的角度分析，得到稳定时ef的速度、电功率等表达式，再进行判断．
解答：解：
A、闭合开关S后，若ef所受的安培力大于重力的2倍，由牛顿第二定律得知，加速度大于g．故A错误．
B、闭合S的时刻不同，但ef最终都做匀速运动，设最终的速度大小为v，则有：
mg=
，得v=，由于m、R、B、L都相同，则v一定相同．故B错误．C、ef最终匀速运动时，设电流的功率为P，则：
P=mgv=
，可见，P是相同的．故C错误．D、ef匀速下滑时，根据能量守恒定律得知，ef减少的机械能等于电路消耗的电能．故D正确．
故选D
点评：本题首先要对开关闭合后ef可能的运动情况分析要清楚，其次从力平衡和能量守恒的角度分析，得到稳定时ef的速度、电功率等表达式，再进行判断．
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