题目

两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R，导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图所示.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　）
A. 金属棒在最低点的加速度小于g
B. 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
C. 当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大
D. 金属棒在以后运动过程中的最大高度等于静止释放时的高度

提问时间：2021-01-27

答案

A：释放时，金属棒只受重力，金属棒的加速度a=g，如果没有磁场时，根据简谐运动规律可知，金属棒在最低点时的加速度应与释放时的加速度相等，即a=g，有磁场时，由于电磁感应，金属棒下落过程中会受到安培力的阻碍作用，所以金属棒下落的高度小于没有磁场时下落的高度，因此金属棒在最低点的加速度小于g，所以A正确；
B：根据能量守恒定律可知，金属棒减少的重力势能应等于回路产生的热量与弹簧增加的弹性势能之和，即产生的热量小于金属棒减少的重力势能，所以B错误；
C：根据牛顿第二定律分析可知，当金属棒受到的重力等于弹簧弹力与金属棒受到的安培力之和时，金属棒的速度最大，所以C错误；
D：如果没有磁场，即没有电磁感应中产生的电能时，金属棒仍能回到释放时的位置，所以有磁场时，由于回路中会产生电能，所以金属棒不能回到释放时的高度，所以D错误．
故选：A