Question

11．如图，竖直平面内有一足够长的金属导轨，具有一定质量的金属导体棒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，除导体棒的电阻外其他电阻不计，现使导体棒由静止开始下落，过一段时间后闭合开关S，则开关闭合后导体棒（　　）

• A． 所受的安培力方向一定向上
• B． 可能先向上运动，然后再向下运动
• C． 若做变速运动，则其加速度一定减小
• D． 若做减速运动，则棒减少的动能等于棒中产生的热量

Answer 1

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、开关闭合后导体棒相对于磁场向下运动，根据楞次定律知安培力方向一定向上，故A正确．
BC、若导体棒的重力大于安培力，根据牛顿第二定律，有mg-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=ma，速度不断加大，故加速度不断减小，最后加速度减至零时变为匀速运动；
若重力小于安培力，根据牛顿第二定律，有$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$-mg=ma，速度不断减小，加速度也不断减小，当加速度为零时做匀速运动；所以导体棒一直向下运动，若做变速运动，则其加速度一定减小，故B错误，C正确．
D、若做减速运动，则棒减少的动能和重力势能之和等于棒中产生的热量，故D错误．
故选：AC．

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．