Question

20．如圖所示，勻強(qiáng)磁場邊界水平，方向垂直紙面向里，兩固定豎直光滑金屬導(dǎo)軌電阻不計，完全相同的導(dǎo)體棒ab、cd水平置于磁場上方且相距一定距離．現(xiàn)同時由靜止釋放ab、cd，ab進(jìn)入磁場時恰好做勻速運(yùn)動，ab出磁場時，cd剛好進(jìn)入磁場，已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好．豎直導(dǎo)軌足夠長，則cd在穿越磁場過程中（　�。�

• A． d端電勢高于c端
• B． 勻速穿過磁場
• C． 運(yùn)動時間小于ab在磁場中運(yùn)動時間
• D． 克服安培力做的功等于ab穿越磁場過程中克服安培力做的功

Answer 1

分析 根據(jù)右手定則判斷出電勢的高低；結(jié)合ab棒、cd棒進(jìn)入磁場的速度大小關(guān)系判斷cd棒穿越磁場過程中的運(yùn)動情況，以及運(yùn)動的時間，結(jié)合安培力的大小比較克服安培力做功的大小關(guān)系．

解答 解：A、cd棒在穿越磁場的過程中，根據(jù)右手定則知，d端的電勢高于c端，故A正確；
B、ab棒進(jìn)入磁場時，做勻速運(yùn)動，知安培力等于重力，即mg=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{R}$，因為cd棒進(jìn)入磁場的速度大于ab棒進(jìn)入磁場的速度，所以安培力大于重力，所以cd棒進(jìn)入磁場先做減速運(yùn)動，故B錯誤；
C、因為cd棒進(jìn)入磁場先做減速運(yùn)動，若速度達(dá)到ab棒進(jìn)入磁場的速度會做勻速運(yùn)動．即cd棒進(jìn)入磁場可能先減速后勻速，或一直做減速運(yùn)動．不管做哪一種運(yùn)動，平均速度都大于ab棒進(jìn)入磁場的速度，則運(yùn)動的時間小于ab在磁場中運(yùn)動的時間，故C正確；
D、因為cd棒在磁場中的速度不小于ab棒的速度，則安培力不小于ab棒所受的安培力，即cd棒克服安培力做功大于ab棒穿越磁場中克服安培力所做的功，故D錯誤．
故選：AC．

點評 解決本題的關(guān)鍵通過金屬棒所受的安培力和重力的關(guān)系判斷金屬棒的運(yùn)動規(guī)律，掌握右手定則判斷電勢的高低．