Question

如圖所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導軌位于同一水平面，導軌上橫放著兩根質量和電阻都不相同的導體棒ab、cd 與導軌構成矩形回路．導體棒的兩端連接著處于壓縮狀態的兩根相同的輕質彈簧，兩棒的中間用細線系住，導軌的電阻不計．在導軌平面內兩導軌間有一豎直向下的勻強磁場，開始時，導體棒處于靜止狀態．剪斷細線后，導體棒在運動過程中（　　）

• A、兩根導體棒的速度大小相等
• B、兩根導體棒所受安培力的方向相同
• C、兩根導體棒和彈簧構成的系統動量守恒，機械能守恒
• D、兩根導體棒和彈簧構成的系統動量守恒，機械能不守恒

Answer 1

分析：剪斷細線后，分析導體棒的運動過程和受力情況．
根據磁通量的變化判斷感應電動勢，根據左手定則判斷安培力的方向，
分析兩棒組成的系統在運動過程中是不是合外力為零或者內力遠大于外力，這是系統總動量守恒的條件．

解答：解：A、剪斷細線后，導體棒在運動過程中，由于彈簧的作用，導體棒ab、cd反向運動，兩棒受力大小相等，但由于質量不同，則產生的加速度不相等，故任意時刻時的速度不等；故A錯誤；
B、在導體棒運動的過程中，穿過導體棒ab、cd與導軌構成矩形回路的磁通量增大，回路中產生感應電動勢，導體棒ab、cd電流方向相反，根據左手定則可知兩根導體棒所受安培力的方向相反，故B錯誤．
C、兩根導體棒和彈簧構成的系統在運動過程中是合外力為0．所以系統動量守恒，但是由于產生感應電流，產生熱量，所以一部分機械能轉化為內能，所以系統機械能不守恒．故C錯誤，D正確．
故選：D．

點評：守恒思想是物理學中常用的方法，故應注意掌握我所所學過的守恒問題的條件．