Question

如图所示，足够长的导线框架abcd固定在竖直平面内，bc段的电阻为R，其它电阻均可忽略．ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆，质量为m，杆的两端分别与ab与cd保持良好接触，又能沿它们无摩擦下滑，整个装置放在方向与框面垂直的匀强磁场中，当ef从静止开始下滑，经过一段时间闭合电键K，则在闭合电键后（ ）

A．ef的加速度数值有可能大于重力加速度
B．如果改变电键闭合的时刻，ef先后两次获得的最大速度一定不同
C．ef最终作匀速运动以，这时的电路消耗的功率与电键闭合的时刻有关，不同时刻对应的功率不同
D．ef两次下滑的过程中，系统机械能的减少量等于电路消耗的电能

Answer

当ef从静止下滑一段时间后闭合K，ef将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力，若安培力大于2mg，则ef的加速度大小可能大于g．若安培力小于mg，则ef的加速度大小可能小于g．ef先做加速度减小的加速或减速运动，当加速度减至零时做匀速运动．ef的机械能减小转化为电能．根据平衡条件列式得到最大速度的表达式，再分析最大速度．
【解析】
A、当ef从静止下滑一段时间后闭合S，ef将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力，若安培力大于2mg，则由牛顿第二定律得知，ef的加速度大小可能大于g．故A正确．
B、若框架足够长，ef可能先做加速度减小的加速或减速运动，当加速度减至零时做匀速运动，也可能一直做匀速运动，故ef最终一定做匀速运动，此时ef速度最大，设最大速度为v，则有 mg=，得v=，可见ef两次获得的最大速度与开关闭合的时刻无关．故B错误．
C、ef最终作匀速运动，电路消耗的功率P=mgv=，与电键闭合的时刻无关．故C错误．
D、根据能量守恒可知，ef的机械能减小转化为电能．故D正确．
故选AD