Question

【題目】如圖，足夠長的光滑導軌傾斜放置，其下端連接一個電阻為R的燈泡，勻強磁場垂直于導軌所在平面向上，已知導軌、導線與垂直導軌的導體棒ab總電阻為r，則導體棒ab在下滑過程中　　

A. 導體棒ab受到的安培力大小保持恒定

B. 機械能一直不變

C. 克服安培力做的功等于燈泡消耗的電能

D. 速度可能先增大后不變

Answer 1

【答案】D

【解析】

由左手定則判斷導體棒ab受的安培力沿斜面向上。導體棒ab開始階段速度增大，感應電動勢增大，感應電流增大，安培力增大，如果導軌足夠長，當F安=mgsinθ時達到最大速度vm，之后做勻速直線運動，速度不再增大，安培力不變，即速度可能先增大后不變，故A錯誤，D正確；由于下滑過程導體棒ab切割磁感線產生感應電動勢，回路中的電阻消耗電能，機械能不斷轉化為內能，所以導體棒的機械能不斷減少，故B錯誤；安培力做負功實現機械能轉化為電能，安培力做功量度了電能的產生，根據功能關系可知克服安培力做的功等于整個回路消耗的電能，包括燈泡和導體棒消耗的電能，故C錯誤；