两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为尺的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图3所示,除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置静止释放,则下列说法错

admin2021-04-06  21

问题 两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为尺的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图3所示,除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置静止释放,则下列说法错误的是(       )。

选项 A、释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B、金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为b→a
C、金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=B2L2v/R
D、电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

答案D

解析 根据楞次定律(或右手定则)可以判断,电阻R中的电流方向由b→a,B项正确。金属棒速度为v时,导体棒中产生的电动势E=BLv,回路中电流I=E/R,安培力F=BIL=B2L2v/R,C项正确。在金属棒下落过程中,金属棒受重力、弹簧弹力和安培力作用,但释放瞬间,弹簧弹力为O,安培力为O,只受重力作用,所以加速度等于重力加速度g,A项正确。根据能量守恒定律,金属棒重力势能的减少量一部分转化为动能和弹性势能,一部分转化为焦耳热能,D项错误。故本题选D。
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