如图所示,在水平无限大匀强磁场中,垂直于磁场竖直放置一个无限长的金属框架,质量为m的金属棒ab,用绝缘轻质细绳连接一个质量也为m的重物.现让金属棒从静止开始释放,最终

◎ 题目

如图所示,在水平无限大匀强磁场中,垂直于磁场竖直放置一个无限长的金属框架,质量为m的金属棒ab,用绝缘轻质细绳连接一个质量也为m的重物.现让金属棒从静止开始释放,最终达到平衡状态时的速度为v,此时电阻R消耗的电功率为P,金属棒中的电流为I.金属棒与导轨接触良好,除电阻R外,其他部分的电阻忽略不计.如果将悬挂重物的绳子突然剪断,关于此后运动过程,下列说法中正确的是(  )
A.金属棒ab中的电流均匀减小到 I
B.电阻R的功率将逐渐减小,最终为 P
C.金属棒ab将做匀减速运动,最终速度为 v
D.金属棒ab的重力做功的功率将逐渐减小,最终为 P
魔方格

◎ 答案

D

◎ 解析

试题分析:对运动过程进行分析,先做加速度减小的减速运动,最后匀速运动,由安培力等于重力求得速度的表达式,进而分析速度与功率的大小。

解:金属棒下降过程中产生感应电流,受到的安培力的大小为,最终达到平衡时匀速下降.当悬挂重物的绳子突然断开后,金属杆将减速度运动,因安培力变化则其合力变化,故不是匀减速运动,电流也不是均匀减小.故AC错误;

根据受力平衡可知,由于向下的力减为一半,所以安培力最终也将减为一半,即最终速度为,重力为原来的一半,则重力的功率为,电阻R中的电流为,电阻R的功率将逐渐减小为所以选项B错误,D正确。

故选:D.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在水平无限大匀强磁场中,垂直于磁场竖直放置一个无限长的金属框架,质量为m的金属棒ab,用绝缘轻质细绳连接一个质量也为m的重物.现让金属棒从静止开始释放,最终…”主要考查了你对  【平均功率和瞬时功率的区别】,【楞次定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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