Question

6．如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無(wú)摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下做加速上升運(yùn)動(dòng)的一段時(shí)間內(nèi)，以下說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 金屬棒做得是加速度增加的加速運(yùn)動(dòng)
• B． 力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機(jī)械能增加量
• C． 金屬棒克服安培力做功等于棒產(chǎn)生的電能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和
• D． 力F做的功與重力做的功的代數(shù)和等于棒獲得的動(dòng)能和電阻R上放出的熱量

Answer 1

分析 根據(jù)安培力的變化，結(jié)合牛頓第二定律分析加速度的變化．除重力以外其它力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增量，結(jié)合功能關(guān)系得出什么力做功等于機(jī)械能的增量．克服安培力做功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，結(jié)合功能關(guān)系得出力F做的功與重力做的功的代數(shù)和與動(dòng)能和熱量的關(guān)系．

解答 解：A、棒在恒力F向上加速運(yùn)動(dòng)的過程中，受重力、恒力F和向下的安培力，該過程中，速度增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，電流增大，安培力增大，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、根據(jù)功能關(guān)系知，除重力以外其它力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增量，則力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機(jī)械能增加量，故B正確．
C、金屬棒克服安培力做功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)動(dòng)能定理得，${W}_{F}+{W}_{G}+{W}_{A}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，又克服安培力做功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，即-W_A=Q，整理得，${W}_{F}+{W}_{G}=Q+\frac{1}{2}m{v}^{2}$，可知力F做功與重力做功的代數(shù)和等于動(dòng)能和電阻R上放出的熱量之和，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題運(yùn)用功能關(guān)系分析實(shí)際問題．對(duì)于動(dòng)能定理理解要到位：合力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增量，哪些力對(duì)物體做功，分析時(shí)不能遺漏．