Question

16．如圖所示，電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定于存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的水平面上，磁場(chǎng)B方向豎直向下，兩根完全相同的金屬棒ab、cd擱在導(dǎo)軌上，其接入電路的電阻均為R，棒與軌道的最大靜摩擦力為F₁，運(yùn)動(dòng)中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，從ab棒在恒力F（F＞2F₁）作用下向右運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，到cd棒運(yùn)動(dòng)之前這段過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 棒ab兩端的電勢(shì)差逐漸增大
• B． abcd回路中從上往下看有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
• C． 安培力對(duì)金屬棒ab、cd做功相等
• D． 恒力F做的功大于回路中產(chǎn)生的焦耳熱和ab桿增加的動(dòng)能之和

Answer 1

分析 在cd運(yùn)動(dòng)前，導(dǎo)體棒ab向右做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，應(yīng)用歐姆定律判斷棒兩端電壓如何變化；
應(yīng)用右手定則判斷出感應(yīng)電流方向；
根據(jù)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷安培力做功關(guān)系；
應(yīng)用能量守恒定律判斷拉力的功與焦耳熱和桿的動(dòng)能增量間的關(guān)系．

解答 解：A、cd運(yùn)動(dòng)前，棒ab向右做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，棒的速度逐漸增大，ab棒兩端的電壓：U=IR=$\frac{E}{2R}$×R=$\frac{1}{2}$BLv，由于B、L不變，v變大，則棒兩端電壓增大，故A正確；
B、ab棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則可知，abcd回路中從上往下看有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故B正確；
C、cd棒靜止不變，安培力對(duì)cd棒做功為零，安培力對(duì)ab棒做負(fù)功，不為零，因此安培力對(duì)金屬棒ab、cd做功不相等，故C錯(cuò)誤；
D、恒力F做功轉(zhuǎn)化為：回路產(chǎn)生的焦耳熱、克服摩擦力做功產(chǎn)生的熱量與ab桿動(dòng)能的增加量，恒力F做的功大于回路中產(chǎn)生的焦耳熱和ab桿增加的動(dòng)能之和，故D正確；
故選：ABD．

點(diǎn)評(píng) cd運(yùn)動(dòng)前ab棒做加速運(yùn)動(dòng)，電路電流增大，ab棒所受安培力增大，ab棒所受合外力減小，棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，分析清楚棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題的前提與關(guān)鍵；解題時(shí)要注意右手定則與能量守恒定律的應(yīng)用．