Question

【题目】如图所示，宽为L的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接，右端接阻值为R的电阻c，矩形区域MNPQ内有竖直向上、大小为B的匀强磁场。在倾斜部分同一高度h处放置两根细金属棒a和b，由静止先后释放，a离开磁场时b恰好进入磁场，a在水平导轨上运动的总距离为s。a、b质量均为m，电阻均为R，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ，与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为g。则整个运动过程中

A. a棒中的电流方向会发生改变B. a棒两端的最大电压为

C. 电阻c消耗的电功率一直减小D. 电阻c产生的焦耳热为

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．当a棒进入磁场中做切割磁感线运动时，由右手定则可判断感应电流的方向为垂直纸面向外，当a棒离开磁场时b棒刚好进入磁场，同理可判断通过a棒的电流方向为垂直纸面向里，故通过a棒的电流方向会发生改变，故A正确；

B．a棒从斜面静止释放过程中有：，解得进入水平轨道的速度大小为，a棒进入磁场后受到安培力和摩擦力的作用做减速运动，刚进入磁场时速度最大，最大感应电动势为，此时a棒作为等效电源，b棒与电阻c并联，并联电阻大小为，则总电阻为，故a棒两端的最大电压为，故B错误；

C．a棒进入磁场后做减速运动，根据可知，电流逐渐减小，故电阻c消耗的电功率由逐渐减小；当a棒离开磁场时b棒刚好进入磁场，此时b棒的速度与a棒刚进入磁场时的速度相等，则电阻c消耗的电功率仍由逐渐减小，故电阻c消耗的电功率并非一直减小，故C错误；

D．由能量守恒定律可知，整个过程中产生的总热量为，且，其中，则电阻c产生的焦耳热为，故D正确。