Question

【題目】如圖，兩光滑導軌豎直放置，導軌平面內兩不相鄰的相同矩形區域Ⅰ、Ⅱ中存在垂直導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小相等、方向相反。金屬桿與導軌垂直且接觸良好，導軌上端接有電阻（其他電阻不計）。將金屬桿從距區域Ⅰ上邊界一定高度處由靜止釋放（　　）

A.金屬桿在Ⅰ區域運動的加速度可能一直變大

B.金屬桿在Ⅱ區域運動的加速度一定一直變小

C.金屬桿在Ⅰ、Ⅱ區域減少的機械能一定相等

D.金屬桿經過Ⅰ、Ⅱ區域上邊界的速度可能相等

Answer 1

【答案】D

【解析】

AB．由于無法確定金屬桿進入磁場區域時所受安培力與其重力的大小關系，所以無法確定此時金屬桿加速度的方向。若金屬桿進入磁場時其所受安培力

則有

且加速度方向向上，可知金屬桿進入磁場區域后加速度一直減小或先減小至零再保持不變；若金屬桿進入磁場時其所受安培力

則有

且加速度方向向下，可知金屬桿進入磁場區域后加速度一直減小或先減小至零再保持不變；若金屬桿進入磁場時其所受安培力

則金屬桿進入磁場區域后加速度為零且保持不變，故A、B錯誤；

C．根據功能關系得金屬桿在Ⅰ、Ⅱ區域中減少的機機械能等于克服安培力做的功，由于無法確定金屬桿經過兩區域過程中所受安培力的大小關系，所以無法確定金屬桿經過兩區域過程中克服安培力做功的關系，故故C錯誤；

D．若金屬桿進入磁場時其所受安培力

則金屬桿在Ⅰ區域中先做減速運動再做勻速運動或一直做減速運動，出Ⅰ區域后在重力作用下再做加速運動，所以金屬桿經過Ⅰ、Ⅱ區域上邊界的速度有可能相等，故D正確。

故選D。