1.(2019·辽宁省沈阳市一模)如图所示,竖直放置的足够长的U形金属框架中,定值电阻为R,其他电阻均可忽略,ef是一水平放置的电阻可忽略的导体棒,导体棒质量为m,棒的两端始终与ab、cd保持良好接触,且能沿框架无摩擦下滑,整个装置放在与框架平面垂直的匀强磁场中,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的加速度一定大于g
B.导体棒ef的加速度一定小于g
C.导体棒ef的机械能一定守恒
D.导体棒ef的机械能一定减少
答案 D
解析 当ef从静止下滑一段时间后闭合S,ef切割磁感线产生感应电流,它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的加速度大小大于g,若安培力小于2mg,则ef的加速度大小小于g,A、B错误;闭合S,ef切割磁感线产生感应电流,下滑过程克服安培力做功,则ef的机械能减少,转化为电能,C错误,D正确。
2.(2019·福州高考模拟)如图所示,一根长为L的金属细杆通有大小为I的电流时,水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。若电流和磁场的方向均不变,电流大小变为0.5I,磁感应强度大小变为4B,重力加速度为g。则此时金属细杆( )
A.电流流向垂直纸面向外
B.受到的安培力大小为2BILsinθ
C.对斜面压力大小变为原来的2倍
D.将沿斜面向上加速运动,加速度大小为gsinθ
答案 D
解析 金属细杆水平静止时,金属细杆受到重力、斜面的支持力和安培力而平衡,故安培力水平向右,由左手定则得电流流向垂直纸面向里,A错误;根据安培力公式可得,后来金属细杆受到的安培力大小为F安=4B·IL=2BIL,B错误;金属细杆水平静止于斜面上时,根据平衡条件可得:FNcosθ=mg,FNsinθ=BIL,磁感应强度大小和电流大小改变时,根据受力分析和牛顿第二定律可得:FN′=mgcosθ+2BILsinθ==FN(1+sin2θ)<2FN,a==gsinθ,加速度方向沿斜面向上,金属细杆将沿斜面向上运动,C错误,D正确。