Question

如圖2所示，ab、cd是固定在豎直面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的金屬框架。除bc段電阻為R，其余電阻均不計(jì)，ef是不計(jì)電阻的金屬桿，桿的兩端與ab和cd接觸良好且能無(wú)摩擦下滑，下滑時(shí)ef始終處于水平位置，整個(gè)裝置處于垂直框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后閉合開關(guān)S,這在閉合開關(guān)S后

A．ef的加速度可能大于g

B．閉合S時(shí)刻不同，ef的最終速度也不同

C．閉合S時(shí)刻不同，ef的最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的電流的功率也不同

D．ef勻速下滑時(shí)，減少的機(jī)械能等于電路消耗的電能

Answer 1

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解析:

S閉合前，ef做自由落體運(yùn)動(dòng)，到閉合時(shí)，設(shè)其速度為v，此時(shí)ef所受的安培力,可能出現(xiàn)大于2mg的情況。不同的時(shí)刻閉合開關(guān)S，可能會(huì)出現(xiàn)以下三種情況：

（1）=mg時(shí)，ef桿正好從此開始做勻速運(yùn)動(dòng)，最終速度為

（2）<mg時(shí)，ef桿加速至=mg后再勻速運(yùn)動(dòng)，最終速度為

（3）>mg時(shí)，ef桿減速至=mg后再勻速運(yùn)動(dòng)，最終速度為

所以最終速度與最大功率與S閉合的時(shí)刻無(wú)關(guān)。勻速下滑時(shí)，桿ef的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。