答案解析
1.【解析】选A。杆ef向右运动,所受安培力F=BIl=Bl=,方向向左,故杆做减速运动;v减小,F减小,杆做加速度逐渐减小的减速运动,A正确。
2.【解析】选C。设线框长为L1,宽为L2,第一次拉出速度为v1,第二次拉出速度为v2,则v1=3v2。匀速拉出磁场时,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
又由于两次拉出线框的过程中,磁通量的变化量相等,即ΔΦ1=ΔΦ2,由q=得q1=q2,选项C正确。
3.【解析】选D。棒由a到b再到c的过程中,速度逐渐减小。根据E=Blv,E减小,故I减小。再根据F=IlB,安培力减小,根据F=ma,加速度减小,B错误。由于a与b、b与c间距相等,故从a到b安培力做的功大于从b到c安培力做的功,故A、C错误。再根据平均感应电动势==,=,q=Δt得q=,故D正确。
4.【解析】选A、C。在释放的瞬间,金属棒速度为零,不受安培力的作用,只受重力,选项A正确。由右手定则可得,电流的方向从b经R到a,选项B错误。当速度为v时,产生的电动势为E=BLv,受到的安培力为F=BIL,计算可得F=,选项C正确。在运动的过程中,是弹簧的弹性势能、金属棒的重力势能和内能的转化,选项D错误。
【变式备选】如图所示,电阻为R,导线电阻均可忽略,ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒,质量为m,棒的两端分别与ab、cd保持良好接触,又能沿足够长的框架无摩擦下滑,整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中,当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S,则S闭合后( )
A.导体棒ef的加速度可能大于g
B.导体棒ef的加速度一定小于g
C.导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同
D.导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒
【解析】选A、D。开关闭合前,导体棒只受重力而加速下滑,闭合开关时有一定的初速度v0,若此时F安>mg,则F安-mg=ma。若F安
