Question

15．由金屬桿組成如圖所示的導軌，其中水平面上兩平行導軌足夠長且全部置于豎直向上的磁場中，與傾斜放置的導軌ABCD平滑且固定連接．將一金屬棒ab從傾斜導軌上一定高度由靜止釋放，運動過程中始終與導軌垂直接觸且不受摩擦，請你判斷ab棒在水平導軌上的運動情況：做減速直線運動，最后靜止；并從能量轉化的角度簡述理由：金屬棒的動能不斷轉化為電能再轉化為內能，直至動能為0．

Answer 1

分析 金屬棒在下滑過程中，重力勢能轉化為動能；滑到水平導軌上后，金屬棒ab切割磁感線產生感應電流，即機械能轉化為電能，由于導軌和金屬棒有一定電阻，電流流過導軌和金屬棒會產生熱量，所以電能又轉化為內能，金屬棒的動能越來越小，最后為0．

解答 解：金屬棒滑到水平導軌上后，金屬棒做切割磁感線運動，產生感應電流，即動能轉化為電能；由于導軌和金屬棒有一定電阻，電流流過導軌和金屬棒會產生熱量，所以電能又轉化為內能，導致金屬棒的動能越來越小，最后動能為0，金屬棒靜止．
故答案為：做減速直線運動，最后靜止；金屬棒的動能不斷轉化為電能再轉化為內能，直至動能為0．

點評 此題主要考查的是電磁感應和能量轉化知識的理解和掌握，有一定難度．