题目内容

【题目】如图所示, 为固定的水平光滑矩形金属导轨,处在方向竖直向下,磁感应强度为的匀强磁场中, 间距为,左右两端均接有阻值为的电阻,质量为、长为且不计电阻的导体棒放在导轨上,与导轨接触良好,并与左端固定的轻质弹簧组成弹簧振动系统.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒具有水平向左的初速度,经过一段时间,导体棒第一次运动到最右端,这一过程中间上产生的焦耳热为,则( )

A. 初始时刻棒所受的安培力大小为

B. 当棒再一次回到初始位置时, 间电阻的热功率为

C. 当棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为

D. 当棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为

【答案】C

【解析】由、、,得初始时刻棒所受的安培力大小为,故A错误;由于回路中产生焦耳热,棒和弹簧的机械能有损失,所以当棒再次回到初始位置时,速度小于,棒产生的感应电动势,由电功率公式知,则间电阻的功率小于,故B错误;由能量守恒得知,当棒第一次达到最右端时,物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和弹簧的弹性势能.电阻上产生的焦耳热为,整个回路产生的焦耳热为.弹簧的弹性势能为: ,故C正确,D错误;故选C.

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