Question

【題目】如圖所示，固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L，右端接有阻值R的電阻，空間存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上。初始時刻，彈簧恰處于自然長度，給導(dǎo)體棒水平向右的初速度v0，導(dǎo)體棒開始沿導(dǎo)軌往復(fù)運動，在此過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知R=3r，不計導(dǎo)軌電阻，則下列說法中正確的是

A. 導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻受到的安培力向左

B. 導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻導(dǎo)體棒兩端的電壓U＝BLv0

C. 導(dǎo)體棒開始運動后速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能Ep＝mv

D. 導(dǎo)體棒最終會停在初始位置，在導(dǎo)體棒整個運動過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為

Answer 1

【答案】D

【解析】試題分析：根據(jù)右手定則判斷出初始時刻感應(yīng)電流的方向，再根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向；由和歐姆定律求解導(dǎo)體棒兩端的電壓；導(dǎo)體棒運動過程中，產(chǎn)生電能，根據(jù)功能關(guān)系分析導(dǎo)體棒開始運動后速度第一次為零時系統(tǒng)的彈性勢能；根據(jù)能量守恒求解在金屬棒整個運動過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻，由右手定則判斷可知：ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從a→b，由左手定則判斷得知ab棒受到的安培力向左，故A正確；導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻，ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電勢為．由于，所以導(dǎo)體棒兩端的電壓，故B錯誤；由于導(dǎo)體棒運動過程中產(chǎn)生電能，所以導(dǎo)體棒開始運動后速度第一次為零時，根據(jù)能量守恒定律得知：系統(tǒng)的彈性勢能小于，故C錯誤；金屬棒最終會停在初始位置，在金屬棒整個運動過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，故D正確．