题目内容
【题目】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
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A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为b→a
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为![]()
D.金属棒下落过程中,电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
【答案】ABC
【解析】
A.释放瞬间金属棒的速度为零,没有感应电流产生,不受安培力,金属棒只受重力,所以金属棒的加速度为g。故A正确。
B.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B正确。
C.金属棒的速度为v时,回路中产生的感应电流为
,所受的安培力大小为
.故C正确。
D.由于金属棒产生感应电流,受到安培力的阻碍,系统的机械能不断减少,最终金属棒停止运动,弹簧具有弹性势能,所以导体棒的重力势能转化为内能和弹簧的弹性势能,则根据能量守恒定律得知在金属棒运动的过程中,电阻R上产生的总热量等于棒的重力势能减少量与弹簧弹性势能之差,故D错误。
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