Question

如圖所示，在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌間距離為L，電阻忽略不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面．質(zhì)量分別為m_a、m_b的兩根金屬桿a、b跨擱在導(dǎo)軌上，a、b接入電路的電阻均為R．輕質(zhì)彈簧的左端與b桿連接，右端固定．開始時a桿以初速度υ向靜止的b桿運動，當a桿向右的速度為υ時，b桿向右的速度達到最大值υ_m，此過程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q，兩桿始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌良好接觸，則b桿達到最大速度時（ ）

A．b桿受到彈簧的確彈力為
B．b桿受到彈簧的彈力為
C．彈簧具有的彈性勢能為
D．彈簧具有的彈性勢能為

Answer 1

【答案】分析：A、b桿達到最大速度時，彈簧的彈力等于安培力，則根據(jù)安培力大小公式與閉合電路歐姆定律及法拉第電磁感應(yīng)定律，即；
C、選取系統(tǒng)，確定從開始到b桿最大速度作為過程，由動能定理，結(jié)合產(chǎn)生焦耳熱即為安培力做功的值，來確定彈簧的彈性勢能．
解答：解：A、b桿達到最大速度時，彈簧的彈力等于安培力，
由閉合電路歐姆定律可得，，
而安培力大小F=BIL=，故A正確，B錯誤；
C、選兩桿做為系統(tǒng)，從開始運動到最大速度，則由動能定理，
得：
又因：W_安=-2Q，W_彈=-△E_彈
所以-2Q，故C正確，D錯誤；
故選：AC
點評：由于兩桿同時同向運動，所以切割的速度即為相對速度．同時考查閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、動能定理及安培力大小公式，并注意安培力做功與產(chǎn)生焦耳熱的關(guān)系，及彈力做功與彈簧的彈性勢能的關(guān)系．