Question

【题目】如图所示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线MN下面的空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，导轨上端跨接一定值电阻R，质量为m、电阻r的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，导轨的电阻不计，将金属棒从图示位置由静止释放，则进入磁场后（ ）

A. a点的电势高于b点的电势 B. 金属棒刚进入磁场过程中可能做匀减速运动

C. 金属棒受到的最大安培力大小为mg D. 金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量

Answer 1

【答案】D

【解析】

根据右手定则判断电势的高低；根据安培力公式F=分析棒进入磁场后的运动情况；金属棒进入磁场后可能做匀速运动，可能做减速运动，也可能做加速运动，根据不同的运动情况，分析能量是如何转化的．

根据右手定则判断可知：ab中产生的感应电流方向从a到b，a点相当于电源的负极，b点相当于电源的正极，则a点的电势低于b点的电势．故A错误．金属棒刚进入磁场的过程中，若安培力大于重力，棒做减速运动，随着速度的减小，根据安培力公式F=可知，安培力不断减小，合力减小，加速度减小，所以棒做加速度减小的变减速运动，不可能做匀减速运动，故B错误．若棒做减速运动，最终做匀速运动，此时安培力最小，为mg；若棒做加速运动，最终做匀速运动，此时安培力最大为mg；若匀速运动，安培力不变，大小为mg，故C错误．金属棒进入磁场时回路中产生电能，转化为电阻R和金属棒的内能，根据能量转化和守恒定律得知：金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量，故D正确．故选D．