Question

如圖3-6-7所示,足夠長的導線框abcd固定在豎直平面內,bc段電阻為R,其他電阻不計.ef是一電阻不計的水平放置的導體桿,質量為m,桿的兩端分別與ab、cd良好接觸,又能沿框架無摩擦滑下,整個裝置放在與框面垂直的勻強磁場中.當ef從靜止開始下滑,經過一段時間后,閉合開關S,則在閉合開關S后 (    )

圖3-6-7

A．ef加速度的數值有可能大于重力加速度

B．如果改變開關閉合時刻,ef先后兩次獲得的最大速度一定不同

C．如果ef最終做勻速運動,這時電路消耗的電功率也因開關閉合時刻的不同而不同

D．ef兩次下滑過程中,系統機械能的改變量等于電路消耗的電能與轉化的內能之和

Answer 1

A

若S閉合較晚，棒ef獲得的速率v=gt就會較大,ef中產生的感應電動勢E=Blv和回路中的感應電流I=及ef所受向上的安培力F=就會較大,所以ef的加速度a=完全可以大于重力加速度g,即選項A對.ef獲最大速度v_m時,應滿足F=mg,即,所以v_m=.可見,對確定的裝置,R、m、B、l均確定，v_m也確定，與S閉合的早晚無關.同樣，ef勻速運動時回路消耗的電功率P=也與開關S閉合的早晚無關.另外,ef下落過程中減少的機械能轉化為電能,電能又在電路中轉化為內能,三者數值相等.可見選項B、C、D都是錯誤的.