Question

【題目】如圖所示，在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導軌MN、PQ，電阻忽略不計，導軌間距離為L，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌所在平面。質量均為m的兩根金屬a、b放置在導軌上，a、b接入電路的電阻均為R。輕質彈簧的左端與b桿連接，右端固定。開始時a桿以初速度v0向靜止的b桿運動，當a桿向右的速度為v時，b桿向右的速度達到最大值vm，此過程中a桿產生的焦耳熱為Q，兩桿始終垂直于導軌并與導軌接觸良好，則b桿達到最大速度時

A．b桿受到彈簧的彈力為

B．a桿受到的安培力為

C．a、b桿與彈簧組成的系統機械能減少量為Q

D．彈簧具有的彈性勢能為

Answer 1

【答案】AD

【解析】

試題分析：b桿達到最大速度時，彈簧的彈力等于安培力，由閉合電路歐姆定律可得，b棒受到的安培力大小，則彈簧的彈力為，故A正確；a、b兩棒串聯，電流相等，長度相等，所受的安培力大小相等，所以a桿受到的安培力為，故B錯誤；根據能量守恒定律可知，a、b桿與彈簧組成的系統機械能減少量為2Q．故C錯誤．選兩桿和彈簧組成系統為研究對象，從a棒開始運動到b棒達到最大速度，由能量守恒知，彈簧具有的彈性勢能為mv02-mv2-mvm2-2Q．故D正確；故選AD。