题目内容

15.如图所示,竖直平面内有一足够长的金属导轨,金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,且导体棒ab与金属导轨接触良好.导体棒ab由静止开始下落,过一段时间后闭合开关S,发现导体棒ab仍然做变速运动,则在以后导体棒ab的运动过程中,下列说法中正确的是(  )
A.导体棒重力做的功全部转化为导体棒的内能
B.导体棒的机械能不守恒
C.导体棒一定是先做加速运动,最后做匀速运动
D.导体棒可能是先做减速运动,最后做匀速运动

分析 闭合导体棒前,杆自由落体运动,闭合后,有感应电流,受向上的安培力,棒可能加速、匀速、减速,根据牛顿第二定律、安培力公式、切割公式、闭合电路欧姆定律列式分析.

解答 解:A、导体棒重力做的功一部分转化为导体棒的内能.一部分转化为导体棒的动能,A错误;
B、开关闭合后,导体棒受到的安培力做负功,导体棒的机械能不守恒,B正确;
CD、闭合导体棒前,杆自由落体运动,闭合后,有感应电流,受向上的安培力,安培力可能大于、等于或小于重力,所以导体棒可能是先做减速运动,最后做匀速运动,C错误、D正确.
故选:BD.

点评 本题是动态分析问题,不管导体棒是加速还是减速,都做加速度不断减小的运动,最后做匀速直线运动,根据牛顿第二定律并结合安培力公式、切割公式、闭合电路欧姆定律列式分析即可.

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