Question

19．如图所示，足够长的金属导轨竖直放置，金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上．虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，虚线下方有竖直向下的匀强磁场，两匀强磁场的磁感应强度大小均为B．ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ，两棒总电阻为R，导轨电阻不计．开始两棒静止在图示位置，当cd棒无初速释放时，对ab棒施加竖直向上的力F，沿导轨向上做匀加速运动．则（　　）

• A． ab棒中的电流方向由b到a
• B． cd棒先加速运动后匀速运动
• C． cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力
• D． 力F做的功等于两棒产生的电热与ab棒增加的机械能之和

Answer 1

分析 ab棒沿竖直向上运动，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断感应电流的方向，由cd棒的电流方向及磁场方向判断所受安培力的方向，再判断摩擦力从而确定棒的运动情况，力F所做的功应等于所产生的电热与增加的机械能之和．

解答 解：A、ab向上运动的过程中，穿过闭合回路abcd的磁通量增大，根据楞次定律可得ab棒中的感应电流方向为b→a，故A正确；
B、cd棒中感应电流由c到d，其所在的区域有向下磁场，所受的安培力向里，cd棒所受的摩擦力向上．ab棒做加速直线运动，速度增大，产生的感应电流增加，cd棒所受的安培力增大，对导轨的压力增大，则滑动摩擦力增大，摩擦力先小于重力，后大于重力，所以cd棒先加速运动后减速运动，最后停止运动．故B错误；
C、因安培力增加，cd棒受摩擦力的作用一直增加，根据B的分析可知，最大值会大于重力．故C正确；
D、对ab棒分析可知，根据动能定理可得W_F-W_安-W_G=$\frac{1}{2}$mv²-0，力F所做的功应等于ab棒产生的电热与增加的机械能之和，故D正确
故选：ACD

点评 本题关键是根据会分析导线安培力的变化，判断摩擦力的变化，由右手定则判断电流方向．明确功与能量的转化关系