Question

【題目】如圖所示，固定在同一水平面上的兩平行金屬導軌AB，CD，兩端接有阻值相同的兩個定值電阻．質量為m的導體棒垂直放在導軌上，輕彈簧左端固定，右端連接導體棒，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中．當導體棒靜止在OO′位置時，彈簧處于原長狀態(tài)．此時給導體棒一個水平向右的初速度v0，它能向右運動的最遠距離為d，且能再次經(jīng)過OO′位置．已知導體棒所受的摩擦力大小恒為Ff，導體棒向右運動過程中左側電阻產(chǎn)生的熱量為Q，不計導軌和導體棒的電阻．則(　　)

A. 彈簧的彈性勢能最大為－Q－Ffd

B. 彈簧的彈性勢能最大為－2Q－Ffd

C. 導體棒再次回到OO′位置時的動能等于－4Q－2Ffd

D. 導體棒再次回到OO′位置時的動能大于－4Q－2Ffd

Answer 1

【答案】BD

【解析】當導體棒向右運動的過程中，根據(jù)能量的轉換與守恒得：mv02＝EP+2Q+fd；所以：EP＝mv022Qfd，故A錯誤，B正確；由于產(chǎn)生了電能和熱能，導體棒的機械能不斷減小，所以導體棒在同一個位置時，向右的速度大于向左的速度。所以導體棒向左運動的過程中產(chǎn)生的電能小于導體棒向右運動的過程中產(chǎn)生的電能。即：2Q′＜2Q；當導體棒向左運動的過程中，根據(jù)能量的轉換與守恒得：EP＝mv2+2Q′+fd；聯(lián)立得：mv2＝m v022Qfd2Q′fd＞m v024Q2fd；故C錯誤，D正確。故選BD。