Question

如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場中有一足夠長的U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可以在ab、cd上無摩擦地滑動．桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計．開始時，給ef一個向右的初速度，則（　　）

• A、ef將向右勻減速運(yùn)動
• B、ef運(yùn)動的加速度越來越小
• C、R的熱功率均勻減小
• D、ef減少的動能等于R產(chǎn)生的熱量

Answer 1

分析：金屬棒向右運(yùn)動時會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，金屬桿ef受到向左的安培力做減速運(yùn)動，速度減小會造成感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流減小，安培力也隨之減小，所以物體做減速運(yùn)動的加速度會減小，直到速度為零時金屬桿靜止．先分析棒的運(yùn)動情況，再根據(jù)能量守恒分析ef動能的減少量與R產(chǎn)生的熱量關(guān)系．

解答：解：A、B金屬棒向右運(yùn)動時會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則判斷可知，ef中感應(yīng)電流方向從f到e．
根據(jù)左手定則判斷可知，ef所受的安培力向左，則ef將向右做減速運(yùn)動．
感應(yīng)電流表達(dá)式為：I=

E

R

=

BLv

R

金屬棒所受的安培力大小表達(dá)式為：F=BIL=

B2L2v

R

，可知隨著速度的減小，安培力減小．所以ef做加速度減小的變減速運(yùn)動，最終停止運(yùn)動，故A錯誤，B正確．
C、由于棒做加速度減小的變減速運(yùn)動，速度不是均勻減小，由I=

BLv

R

知感應(yīng)電流不是均勻減小，R的熱功率為 P=I²R，可知R的熱功率也不是均勻減小．故C錯誤．
D、根據(jù)能量守恒可知：ef減少的動能全部轉(zhuǎn)化為R產(chǎn)生的內(nèi)能，則ef減少的動能等于R產(chǎn)生的熱量，故D正確，
故選：BD

點評：此類題目的解題關(guān)鍵點是能夠靈活應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律與右手定則、左手定則，推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式判斷其變化．