Question

如圖所示，兩根相互平行、間距為L的金屬軌道MN和PQ固定在水平面內(nèi)．軌道所在空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．在軌道上垂直軌道方向放置兩根金屬桿ab和cd，它們的電阻分別為R₁和R₂，質(zhì)量分別為m₁和m₂，開始時(shí)兩金屬桿靜止在軌道上，某一時(shí)刻ab桿受到瞬間水平向右沖量作用，以初速度v沿軌道滑動，這個(gè)瞬間cd桿的速度仍可視為零．已知金屬桿ab和cd在軌道上滑動時(shí)所受到的摩擦力可忽略不計(jì)，金屬桿與軌道接觸良好，以下說法中正確的是（ ）
A．當(dāng)ab桿以水平初速度v開始在軌道上滑動瞬間，cd桿兩端電勢差為BLv
B．在兩桿都滑動的過程中，金屬桿ab和cd總動量不變，大小總是m₁v
C．當(dāng)ab桿以水平初速度v開始在軌道上滑動瞬間，cd桿所受到磁場力方向與初速度v方向相同，大小為
D．在兩桿都滑動的過程中，金屬桿ab動量減小，cd動量增大，ab和cd的總動量減小

Answer 1

【答案】分析：A：可以用反證法，由于ab和cd都有電阻，ab運(yùn)動的瞬間，其動生電動勢為BLv，則cd兩端電壓時(shí)路端電壓，一定小于電動勢．
B：對ab和cd構(gòu)成的整體來說，安培力為零，系統(tǒng)動量守恒
C：可有右手定則或楞次定律來判定方向應(yīng)該與v方向相反．
D：B中已經(jīng)分析出整體動量是守恒的．
解答：解：
A：當(dāng)ab桿以水平初速度v開始在軌道上滑動的瞬間ab桿兩端的電勢差為BLv，相當(dāng)于電源，而cd桿兩端無電壓．故A錯誤．
B：對ab和cd構(gòu)成的整體來說，安培力為零，系統(tǒng)動量守恒，故B正確．
C：提供兩種方法：
1．利用“右手定則”可判斷出ab桿中電流方向?yàn)閍到b．則易知cd桿中電流方向?yàn)閐到c．在根據(jù)“左手定則”判斷兩桿的所受安培力的方向．a(chǎn)b桿水平向左，cd桿水平向右．         
2．運(yùn)用楞次定律解答．a(chǎn)b桿向右運(yùn)動，則兩桿所夠成的回路的面積增大，穿過該閉合回路的磁通量就增大，為了阻礙增大，兩桿就具有收縮的趨勢，向彼此靠近，以減少穿過的磁通量．故cd的受力應(yīng)與v方向相同．
其大小為：
故C錯誤．
D：ab桿的動量會減小，cd桿的動量會增大，但會達(dá)到一個(gè)平衡，即總動量不變．這個(gè)在B中已經(jīng)得到結(jié)論，故D錯誤．
故選B
點(diǎn)評：本題重點(diǎn)掌握動量守恒定律，其次是在C選項(xiàng)中兩種方法，其中楞次定律的應(yīng)用看描述挺復(fù)雜，但是在解題速度上要優(yōu)于右手定則．