Question

20．兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，底端接阻值為R 的電阻．將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與勻強磁場垂直，如圖所示．除電阻R 外，其余電阻不計．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放．則（　　）

• A． 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g
• B． 當彈簧的拉力和金屬棒的重力第一次大小相等時，流過電阻R 的電流最大
• C． 金屬棒向下運動時，流過電阻R 的電流方向為b→a
• D． 金屬棒運動的整個過程中，電阻R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量

Answer 1

分析 導體棒下落過程中切割磁感線，回路中形成感應電流，根據(jù)右手定則可以判斷電流的方向，正確分析安培力可以求解加速度．下落過程中正確應用功能關系可以分析產(chǎn)生熱量與重力勢能減小量的大小關系．

解答 解：A、金屬棒釋放瞬間，速度為零，感應電流為零，不受安培力，由于彈簧處于原長狀態(tài)，因此金屬棒只受重力作用，故其加速度的大小為g，故A正確；
B、當彈簧的拉力與安培力之和和金屬棒的重力第一次大小相等時，金屬棒的速度最大，產(chǎn)生的感應電流最大，故B錯誤；
C、根據(jù)右手定則可知，金屬棒向下運動時，流過電阻R電流方向為b→a，故C正確；
D、最終金屬棒靜止，此時彈簧處于伸長狀態(tài)，由能量轉化和守恒知重力勢能轉化為彈性勢能和焦耳熱，所以電阻R上產(chǎn)生的總熱量小于金屬棒重力勢能的減少量，故D錯誤．
故選：AC．

點評 根據(jù)導體棒速度的變化正確分析安培力的變化往往是解決這類問題的重點，在應用功能關系時，注意彈性勢能的變化，這點是往往被容易忽視的．