Question

8．在甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，除电阻R外其它电阻均不计，导体棒和导轨间的摩擦也不计，甲图中的电容器C原来不带电，丙图中的直流电源电动势为E，装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面向下的匀强磁场中ab始终在导轨上，现给ab一个向右的相同初速度ν₀，以下说法正确的是（　　）

• A． 三种情形下导体棒ab最终都将静止
• B． 导体棒刚开始运动时，甲、乙、丙三种情况通过电阻R的电流相同
• C． 最终只有乙中导体棒ab静止，甲、丙中导体棒ab都将作匀速直线运动
• D． 导体棒ab运动的全部过程中，三个电阻R产生的热量大小是Q_甲＜Q_乙＜Q_丙

Answer 1

分析 根据电路中的电动势，分析通过R的电流关系．图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，分析电路中电流的变化，即可判断ab棒所受的安培力，确定ab棒的运动情况．图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒将做减速运动；图丙中，分析导体棒受到的安培力情况，判断ab棒的运动情况．

解答 解：AC、图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电动势而使电容器充电，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；
图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，故A错误，C正确；
B、导体棒刚开始运动时，导体棒产生的感应电动势为E′=BLv₀，甲、乙中，感应电流都为I=$\frac{E′}{R}$=$\frac{BL{v}_{0}}{R}$，丙图中，感应电动势与电池的电动势方向相同，感应电流为I=$\frac{E+E′}{R}$=$\frac{E+BL{v}_{0}}{R}$，故B错误．
D、甲中棒的部分动能转化为内能，图乙图过程中，棒的动能全部转化为内能；丙图中，电源的电能和棒的动能转化为内能，故有Q_甲＜Q_乙＜Q_丙，故D正确；
故选：CD

点评 本题考查对电磁感应现象动态变化分析的问题，分析安培力的变化是关键，根据合力和速度方向的关系判断导体棒的运动情况．