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精英家教网两根足够长的光滑导轨竖直固定放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m,电阻也为R的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒与导轨接触良好,导轨所在的平面与磁感应强度为B的磁场垂直,如图所示,除金属棒和电阻R外,其余电阻不计.现将金属棒从弹簧的原长位置由静止释放,则(  )
A、金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为b→a
B、最终弹簧的弹力与金属棒的重力平衡
C、金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=
B2L2v
R
D、金属棒的速度为v时,金属棒两端的电势差为U=BLv
分析:通过R的感应电流方向由右手定则判断;由于金属棒产生感应电流,受到安培力的阻碍,最终金属棒停止运动.根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律求解安培力.由欧姆定律求电势差.
解答:解:A、金属棒向下运动时切割磁感线,根据右手定则判断可知,流过电阻R的电流方向为b→a,故A正确.
B、由于金属棒产生感应电流,受到安培力的阻碍,最终金属棒停止运动,由平衡条件可知,最终弹簧的弹力与金属棒的重力平衡,故B正确.
C、金属棒的速度为v时,回路中产生的感应电流为 I=
BLv
2R

所受的安培力大小为 F=BIL=BL
BLv
2R
=
B2L2v
2R
,故C错误.
D、金属棒的速度为v时,金属棒两端的电势差为U=IR=
1
2
BLv.故D错误.
故选:AB
点评:本题考查电磁感应中的电路、受力、功能等问题,对于这类问题要能正确运用右手定则判断感应电流的方向,会推导安培力,正确分析棒的运动情况、能量如何转化.
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