Question

两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，弹簧的劲度系数为k，则（ ）
A．释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度g
B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流先减小后增大
C．当金属棒运动的速度最大为v时，由题给条件，不能求出金属棒下落的高度
D．电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量

Answer

弄清金属棒的运动情况是解题的关键，开始时金属棒的速度为零，弹簧处于原长，此时金属棒只受重力作用，然后金属棒开始加速下落，随速度增加，安培力增加，弹簧弹力也增加，当合外力为零时，金属棒速度最大，然后金属棒继续减速向下运动，弄清运动过程结合功能关系即可正确求解．
【解析】
A、金属棒在释放的瞬间，速度为零，不受安培力的作用，只受到重力，因此释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g，故A错；
B、因为金属棒先加速再减速，由E=Blv，金属棒的感应电动势先增加，后减小，故流过电阻R的电流先增大后减小，故B错；
C、当金属棒的速度最大时，对金属棒受力分析，金属棒所受的合力为零，即，可求出弹簧的伸长量，也就是金属棒下落的高度，故C错；
D、在金属棒运动的过程中，电阻R上产生的总热量等于棒的重力势能减少量与弹簧弹性势能之差，故D项正确．
故选D．