答案解析
1.【解析】選A。桿ef向右運動,所受安培力F=BIl=Bl=,方向向左,故桿做減速運動;v減小,F減小,桿做加速度逐漸減小的減速運動,A正確。
2.【解析】選C。設線框長為L1,寬為L2,第一次拉出速度為v1,第二次拉出速度為v2,則v1=3v2。勻速拉出磁場時,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有W1=F1·L1=BI1L2L1=
同理W2=,故W1>W2
又由于兩次拉出線框的過程中,磁通量的變化量相等,即ΔΦ1=ΔΦ2,由q=得q1=q2,選項C正確。
3.【解析】選D。棒由a到b再到c的過程中,速度逐漸減小。根據(jù)E=Blv,E減小,故I減小。再根據(jù)F=IlB,安培力減小,根據(jù)F=ma,加速度減小,B錯誤。由于a與b、b與c間距相等,故從a到b安培力做的功大于從b到c安培力做的功,故A、C錯誤。再根據(jù)平均感應電動勢==,=,q=Δt得q=,故D正確。
4.【解析】選A、C。在釋放的瞬間,金屬棒速度為零,不受安培力的作用,只受重力,選項A正確。由右手定則可得,電流的方向從b經(jīng)R到a,選項B錯誤。當速度為v時,產生的電動勢為E=BLv,受到的安培力為F=BIL,計算可得F=,選項C正確。在運動的過程中,是彈簧的彈性勢能、金屬棒的重力勢能和內能的轉化,選項D錯誤。
【變式備選】如圖所示,電阻為R,導線電阻均可忽略,ef是一電阻可不計的水平放置的導體棒,質量為m,棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸,又能沿足夠長的框架無摩擦下滑,整個裝置放在與框架垂直的勻強磁場中,當導體棒ef從靜止下滑一段時間后閉合開關S,則S閉合后( )
A.導體棒ef的加速度可能大于g
B.導體棒ef的加速度一定小于g
C.導體棒ef最終速度隨S閉合時刻的不同而不同
D.導體棒ef的機械能與回路內產生的電能之和一定守恒
【解析】選A、D。開關閉合前,導體棒只受重力而加速下滑,閉合開關時有一定的初速度v0,若此時F安>mg,則F安-mg=ma。若F安