Question

18．如圖所示，豎直平面內(nèi)放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，導(dǎo)體棒ab、cd長度均為0.2，電阻均為0.1Ω，重力均為0.1 N，現(xiàn)用力F向上拉動導(dǎo)體棒ab，使之勻速上升（導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好），此時cd靜止不動，則ab上升時，下列說法正確的是（　�。�

• A． ab受到的拉力大小為2 N
• B． ab向上運(yùn)動的速度為2 m/s
• C． 在2 s內(nèi)，拉力做功，有0.4 J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
• D． 在2 s內(nèi)，拉力做功為0.6 J

Answer 1

分析 要使cd始終保持靜止不動，cd棒受到的安培力與重力平衡，ab勻速上升，受力也平衡，對兩棒組成的整體研究，由平衡條件可求得推力的大�。�
對ab研究，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求解速度．由焦耳定律求解2s內(nèi)產(chǎn)生的電能，由W=Fs=Fvt求解拉力做功．

解答 解：A、導(dǎo)體棒ab勻速上升，受力平衡，cd棒靜止，受力也平衡，對于兩棒組成的整體，合外力為零，根據(jù)平衡條件可得：ab棒受到的推力F=2mg=0.2N，故A錯誤．
B、對cd棒，受到向下的重力G和向上的安培力F_安，由平衡條件得：F_安=G，即BIL=G，又I=$\frac{BLv}{2R}$，聯(lián)立得：v=$\frac{2GR}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{2×0.1×0.1}{0．{5}^{2}×0．{2}^{2}}$=2m/s，故B正確．
C、在2s內(nèi)，電路產(chǎn)生的電能Q=$\frac{{E}^{2}}{2R}$t=$\frac{（BLv）^{2}}{2R}$t=$\frac{（0.5×0.2×2）^{2}}{2×0.1}$×2J=0.4J，則在2s內(nèi)，拉力做功，有0.4J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確．
D、在2s內(nèi)拉力做的功為：W=F_推vt=0.2×2×2J=0.8J，故D錯誤．
故選：BC．

點(diǎn)評 本題是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力平衡問題，關(guān)鍵是對安培力和電路的分析和計(jì)算．要靈活選擇研究對象，本題運(yùn)用整體法和隔離法結(jié)合，比較簡潔．