Question

【題目】如圖所示，固定在水平面上的光滑平行金屬導軌，間距為L，右端接有阻值為R的電阻，空間存在方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場。質量為m、電阻為r的導體棒ab與固定彈簧相連，放在導軌上。初始時刻，彈簧恰處于自然長度。給導體棒水平向右的初速度v0，導體棒開始沿導軌往復運動，在此過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸。已知導體棒的電阻r與定值電阻R的阻值相等，不計導軌電阻，則下列說法中正確的是( )

A. 導體棒開始運動的初始時刻受到的安培力向左

B. 導體棒開始運動的初始時刻導體棒兩端的電壓U = BLv0

C. 導體棒開始運動后速度第一次為零時，系統的彈性勢能

D. 金屬棒最終會停在初始位置，在金屬棒整個運動過程中，電阻R上產生的焦耳熱

Answer 1

【答案】AD

【解析】試題分析：導體棒和定值電阻組成閉合線圈，開始運動的初始時刻，導體棒向右運動，線圈面積減小，根據楞次定律來據去留，安培力阻礙線圈面積的變化，所以安培力水平向左，選項A對。根據楞次定律導體棒切割磁感線產生的感應電動勢，但導體棒和定值電阻組成閉合回路，導體棒兩端電壓為路端電壓，已知導體棒的電阻r與定值電阻R的阻值相等所以路端電壓選項B錯。導體棒向右運動的過程，安培力和彈簧彈力做功，根據功能關系產生的焦耳熱選項C錯。金屬棒最終會停下來時，不再切割磁感線，沒有感應電動勢和感應電流，不受安培力，而導軌光滑，沒有摩擦力，所以導體棒靜止時，彈簧彈力為0，即彈簧原長，根據功能關系，電路上產生的焦耳熱，由于電路內阻等于外阻，所以電阻R上產生的焦耳熱為，選項D對。