Question

如图所示，粗糙的平行金属导轨倾斜放置，导轨电阻不计，顶端QQ′之间连接一个阻值为R的电阻和开关S，底端PP′处与一小段水平轨道相连，有匀强磁场垂直于导轨平面．断开开关S，将一根质量为m、长为l的金属棒从AA′处由静止开始滑下，落在水平面上的FF′处；闭合开关S，将金属棒仍从AA′处由静止开始滑下，落在水平面上的EE′处；开关S仍闭合，金属棒从CC′处（图中没画出）由静止开始滑下，仍落在水平面上的EE′处．（忽略金属棒经过PP′处的能量损失）测得相关数据如图所示，下列说法正确的是（ ）

A．S断开时，金属棒沿导轨下滑的加速度为
B．S闭合时，金属棒刚离开轨道时的速度为
C．电阻R上产生的热量Q=（x-x）
D．CC′一定在AA′的上方

Answer

金属棒从轨道上滑到底端后，将做平抛运动，根据平抛运动的知识，可以求出棒滑到底端时的速度大小；开关闭合后，金属棒下滑时，需要克服安培力做功，因此平抛的水平距离将减小，进一步根据功能关系可以求出电阻R上产生的热量．
【解析】
A、S断开时，金属棒沿斜面下滑时有到底端后做平抛运动，有：   ①
x1=v1t    ②
解得：
根据，得：，故A错误；
B、由于棒仍落在水平面上的EE′处，说明平抛时初速度与从AA′处由静止开始滑下到底端时速度相同，故，故B错误；
C、整个题干与x2无关，故C错误；
D、当开关闭合时，有一部分机械能要转化为内能，所以开始时的重力势能要大于开关断开时的重力势能，即CC′一定在AA′的上方．故D正确．
故选：D