Question

17．如圖，U形光滑導(dǎo)軌串有一電阻R，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直，電阻可忽略的金屬桿ab跨接在導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌平衡．現(xiàn)對(duì)ab桿施加水平向右的恒力F，桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是（　　）

• A． 安培力做功等于金屬桿增加的動(dòng)能
• B． 克服安培力做功的功率與電阻R上消耗的功率相等
• C． F對(duì)金屬桿做功總等于與電阻R上消耗的電能
• D． R上消耗的功率存在最大值

Answer 1

分析 分析金屬桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，明確金屬桿克服安培力做功全部轉(zhuǎn)化為整個(gè)回路的熱量，則可以根據(jù)能量守恒判斷外力做功與電阻R上消耗的電能的關(guān)系．

解答 解：A、根據(jù)能量守恒定律得，外力F對(duì)桿ab做的功和安培力做功之和等于桿增加的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；
B、磁場(chǎng)對(duì)桿ab的作用力做功的功率等于整個(gè)回路消耗的總功率，即等于電阻R上消耗的電功率．故B正確．
C、根據(jù)能量守恒定律得，外力F對(duì)桿ab做的功等于電阻R上消耗的電能和金屬桿的動(dòng)能之和．故C錯(cuò)誤．
D、金屬桿在拉力和安培力作用下做變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬桿所受的安培力和外力F相等時(shí)，速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，則電阻R上消耗的電功率最大，故R的電功率存在最大值，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，要注意明確動(dòng)能定理以及功能關(guān)系的正確應(yīng)用，知道克服安培力所做的功轉(zhuǎn)化為電路中的電能，而拉力的功轉(zhuǎn)化為電能和金屬桿的動(dòng)能，同時(shí)如果存在摩擦?xí)r還要考慮克服摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能．