Question

10．如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef从静止下滑经一段时间后闭合S，则S闭合后（　　）

• A． ef的加速度可能大于g
• B． ef的加速度一定小于g
• C． ef最终速度随S闭合时刻的不同而不变
• D． ef的机械能与回路内产生的电能之和一定增大

Answer 1

分析 棒沿框架无摩擦下滑，先做自由落体运动，当闭合开关时，由于棒切割磁感线产生感应电动势，出现感应电流，导致棒受到安培力，根据安培力公式大小，可判定棒的合力，从而确定加速度大小与方向；当棒达到受力平衡时，处于最大速度．在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的电能是守恒的．

解答 解：A、当闭合开关时，棒切割磁感线产生感应电流，对应的安培力若大于重力，则棒加速度方向向上，大小可能大于g，也可能小于g，故A正确，B错误；
C、当闭合开关时，棒切割磁感线产生感应电流，对应的安培力若大于重力，则棒加速度方向向上，因此棒做减速，导致安培力也减小，从而使加速度也减小，所以直到棒做匀速运动．当安培力小于重力，则棒继续加速，直到匀速直线运动为止．因此棒达到稳定速度与开关闭合的先后无关．故C错误；
D、在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的电能是守恒的．故D错误；
故选：A

点评 本题是电磁感应与力学知识的综合，其桥梁是安培力，这类问题往往安培力的分析和计算是关键，注意当安培力与重力平衡时导体棒匀速运动，同时明确能量转化规律，知道导体棒克服安培力所做的功等于电能的增加量．