如图所示,固定在水平面上的光滑平行金属导轨,间距为L,右端接有阻值为R的电阻,空间存在在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连

◎ 题目

如图所示,固定在水平面上的光滑平行金属导轨,间距为L,右端接有阻值为R的电阻,空间存在在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连,放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0,导体棒开始沿导轨往复运动,在此过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等,不计导轨电阻,则下列说法中正确的是
A.导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左
B.导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U=BLv0
C.导体棒开始运动后速度第一次为零时,系统的弹性势能Ep=m
D.金属棒最终会停在初始位置,在金属棒整个运动过程中,电阻R上产生的焦耳热Q=m

◎ 答案

AD

◎ 解析


试题分析:导体棒和定值电阻组成闭合线圈,开始运动的初始时刻,导体棒向右运动,线圈面积减小,根据楞次定律来据去留,安培力阻碍线圈面积的变化,所以安培力水平向左,选项A对。根据楞次定律导体棒切割磁感线产生的感应电动势,但导体棒和定值电阻组成闭合回路,导体棒两端电压为路端电压,已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等所以路端电压选项B错。导体棒向右运动的过程,安培力和弹簧弹力做功,根据功能关系产生的焦耳热选项C错。金属棒最终会停下来时,不再切割磁感线,没有感应电动势和感应电流,不受安培力,而导轨光滑,没有摩擦力,所以导体棒静止时,弹簧弹力为0,即弹簧原长,根据功能关系,电路上产生的焦耳热,由于电路内阻等于外阻,所以电阻R上产生的焦耳热为,选项D对。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,固定在水平面上的光滑平行金属导轨,间距为L,右端接有阻值为R的电阻,空间存在在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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