Question

5．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，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，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，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． 重力、安培力、弹簧弹力做功的代数和等于金属棒的动能增量
• B． 金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a→b
• C． 金属棒静止时，弹簧上积累的弹性势能与此过程中产生的内能之和等于金属棒重力势能的减少量
• D． 电阻R 上产生的总热量等于导体棒克服安培力所做的功

Answer 1

分析 金属棒的动能增量由动能定理确定；电流方向由右手定则判断，金属棒下落过程中，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能（金属棒速度不是零时）和电阻R产生的内能

解答 解：A、金属棒受到重力、安培力、弹簧弹力作用，由动能定理知，各力做功的代数和等于金属棒的动能增量，故A正确；
B、金属棒向下运动时，由右手定则可知，在金属棒上电流方向向右，流过电阻R的电流方向为b→a，故B错误；
C、对于整个过程由能量守恒定律可得，金属棒静止时，弹簧上积累的弹性势能与此过程中产生的内能之和等于金属棒重力势能的减少量，故C正确；
D、由功能关系可知，电阻R 上产生的总热量等于导体棒克服安培力所做的功，故D正确．
故选：ACD

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关键，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．