Question

光滑平行導軌水平放置，導軌左端通過開關S與內阻不計、電動勢為E的電源相連，一根質量為m的導體棒ab，用長為l的絕緣細線懸掛，懸線豎直時導體棒恰好與導軌良好接觸且細線處于張緊狀態(tài)，如圖所示，系統(tǒng)空間有勻強磁場．當閉合開關S時，導體棒被向右擺出，擺到最大高度時，細線與豎直方向成角，則

A．磁場方向一定豎直向下

B．磁場方向豎直向下時，磁感應強度最小

C．導體棒離開導軌前通過棒的電量為

D．導體棒離開導軌前電源提供的電能大于mgl(1 cos)

Answer 1

BD

解析：當開關S閉合時，導體棒向右擺起，說明其所受安培力水平向右或有水平向右的分量，但安培力若有豎直向上的分量，應小于導體棒所受重力，否則導體棒會向上跳起而不是向右擺，由左手定則可知，磁場方向斜向下或豎直向下都成立，A錯；當滿足導體棒“向右擺起”時，若磁場方向豎直向下，則安培力水平向右，在導體棒獲得的水平沖量相同的條件下，所需安培力最小，因此磁感應強度也最小，B正確；設導體棒右擺初動能為E_k，擺動過程中機械能守恒，有E_k = mgl (1cos)，導體棒的動能是電流做功而獲得的，若回路電阻不計，則電流所做的功全部轉化為導體棒的動能，此時有W=IEt=qE=E_k，得W=mgl (1cos)，，題設條件有電源內阻不計而沒有“其他電阻不計”的相關表述，因此其他電阻不可忽略，那么電流的功就大于mgl (1cos)，通過的電量也就大于，C錯D正確。