题目内容
如图所示,ab、cd是固定在竖直平面内的足够长的金属框架.除bc段电阻为R,其余电阻均不计,ef是一条不计电阻的金属杆,杆两端与ab和cd接触良好且能无摩擦下滑,下滑时ef始终处于水平位置,整个装置处于垂直框面的匀强磁场中,ef从静止下滑,经过一段时间后闭合开关S,则在闭合S后 ( )
A.ef的加速度可能大于g
B.闭合S的时刻不同,ef的最终速度也不同
C.闭合S的时刻不同,ef最终匀速运动时电流的功率也不同
D.ef匀速下滑时,减少的机械能等于电路消耗的电能
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[答案] AD
[解析] 闭合前,ef自由落体,到闭合时,设瞬时速度为v,此时ef所受安培力F安=
,F安可能出现大于2mg的情况,故A正确.
不同时刻闭合S,可能会出现三种情况:
(1)F安=mg时,ef正好从此时匀速运动,速度v=![]()
(2)F安<mg时,ef加速至F安=mg后再匀速运动,此时速度v=![]()
(3)F安>mg时,ef减速至F安=mg后再匀速运动,此时速度v=
.
所以最终速度v=
及最大功率P=
=
与S闭合时刻无关.匀速下滑时重力势能→电能→内能.所以应选A、D.
练习册系列答案
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| A、ef的加速度大小不可能大于g | B、无论何时闭合开关S,ef最终匀速运动时速度都相同 | C、无论何时闭合开关S,ef最终匀速运动时电流的功率都相同 | D、ef匀速下滑时,减少的机械能大于电路消耗的电能 |