Question

8．如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場B與導(dǎo)軌平面垂直，磁場范圍足夠大．一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放，導(dǎo)體棒始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動的過程中（　�。�

• A． 無論導(dǎo)體捧如何運(yùn)動，最終電路中的電流I=$\frac{mg}{BL}$
• B． 導(dǎo)體棒減少的重力勢能全部變成電阻R產(chǎn)生的焦耳熱
• C． 導(dǎo)體棒的加速度可能先增加后減小，最終減小到零
• D． 導(dǎo)體棒的速度可能先增加，也可能先減小，也可能一直不變

Answer 1

分析 磁場范圍足夠大，導(dǎo)體棒最終要在磁場中做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)用平衡條件可以求出電流；
導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場可能做加速運(yùn)動、也可能做勻速運(yùn)動、還可能做減速運(yùn)動，根據(jù)導(dǎo)體棒所受安培力與重力的關(guān)系分析答題．

解答 解：A、磁場范圍足夠大，導(dǎo)體棒最終要在磁場中做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件得：mg=BIL，解得，最終電路中的電流：I=$\frac{mg}{BL}$，故A正確；
B、導(dǎo)體棒運(yùn)動過程重力勢能減少，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動能與焦耳熱，故B錯誤；
C、如果導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時受到的安培力小于重力，則導(dǎo)體棒做加速運(yùn)動，導(dǎo)體棒受到的安培力：F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$增大，導(dǎo)體棒受到的合力減小，加速度減小，當(dāng)安培力與重力相等時做勻速直線運(yùn)動；如果導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時重力與安培力相等，則導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動，加速度為零保持不變；如果導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時受到的安培力大于重力，則導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動，安培力減小，合外力減小，加速度減小，當(dāng)安培力等于重力時做勻速直線運(yùn)動；由此可知：導(dǎo)體棒的加速度可能為零、也可能減小，加速度不會增大，故C錯誤；
D、由C分析可知，導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時可能先做 加速運(yùn)動后做勻速直線運(yùn)動，也可能一直做勻速直線運(yùn)動，也可能先做減速運(yùn)動后做勻速運(yùn)動，故D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評 導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時所受安培力可能小于重力、也可能等于重力、也可能大于重力，因此導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后可能做加速運(yùn)動、也可能做勻速運(yùn)動、還可能做減速運(yùn)動，分析清楚導(dǎo)體棒的運(yùn)動過程是解題的前提與關(guān)鍵．