Question

如图，两光滑导轨竖直放置，导轨平面内两不相邻的相同矩形区域Ⅰ、Ⅱ中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。金属杆与导轨垂直且接触良好，导轨上端接有电阻（其他电阻不计）。将金属杆从距区域Ⅰ上边界一定高度处由静止释放（　　）

A.金属杆在Ⅰ区域运动的加速度可能一直变大

B.金属杆在Ⅱ区域运动的加速度一定一直变小

C.金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域减少的机械能一定相等

D.金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度可能相等

Answer

D

【解析】

AB．由于无法确定金属杆进入磁场区域时所受安培力与其重力的大小关系，所以无法确定此时金属杆加速度的方向。若金属杆进入磁场时其所受安培力

则有

且加速度方向向上，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力

则有

且加速度方向向下，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力

则金属杆进入磁场区域后加速度为零且保持不变，故A、B错误；

C．根据功能关系得金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域中减少的机机械能等于克服安培力做的功，由于无法确定金属杆经过两区域过程中所受安培力的大小关系，所以无法确定金属杆经过两区域过程中克服安培力做功的关系，故故C错误；

D．若金属杆进入磁场时其所受安培力

则金属杆在Ⅰ区域中先做减速运动再做匀速运动或一直做减速运动，出Ⅰ区域后在重力作用下再做加速运动，所以金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度有可能相等，故D正确。

故选D。