Question

【題目】對以下兩位同學的結論做出評價，并分析說明理由。

（1）如圖（1）所示，足夠長平行光滑軌道放置在水平面上，處于磁感應強度為B的勻強磁場中。左側接額定功率為P的燈泡。一質量為m、電阻為r的金屬棒靜置于導軌上，導軌電阻不計。現用一恒力F沿軌道方向拉金屬棒，最終燈泡剛好正常發光，說明整個運動過程中導體棒的速度變化和能量轉換關系。

甲同學：①由于恒力F作用，導體棒先做勻加速運動，后做勻速運動；

②F做功轉換為燈的電能。

（2）如圖（2）所示，兩端封閉的豎直玻璃管用水銀柱隔開空氣柱A和B，初始溫度相同，若使A、B同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？穩定后A、B壓強變化量大小關系如何？

乙同學：①設兩段空氣柱體積不變，由查理定律推出Δp= p，當T、ΔT相同時，由pB＞pA，得ΔpB＞ΔpA，所以水銀柱向上移動；

②升溫前后B的壓強變化量比A大。

Answer 1

【答案】(1)甲同學錯誤①導體棒先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動；②F做的功轉化為燈的電能及金屬棒的電能和動能；(2) 乙同學錯誤①水銀柱向上移動；②B的壓強變化量和A相等

【解析】

解：(1)甲同學錯誤；

①導體棒在恒力F和安培力作用下，初始安培力力小于恒力F，合外力向右，加速運動，安培力增大，合外力減少，所以導體棒做加速度減小的加速運動；由于導軌足夠長，最終燈泡恰好正常發光，即電流恒定、安培力恒定，此時安培力和恒力F相等，加速度為零，做勻速直線運動，所以導體棒先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動；

②根據能量守恒可知F做的功轉化為燈的電能及金屬棒的電能和動能。

(2)乙同學錯誤；

①先假設體積不變，由查理定律則有，當相同時，由，則有，所以水銀柱向上移動；

②原來有， 穩定后有 ，則有，升溫前后B的壓強變化量和A相等。