Question

1．如圖所示，水平放置的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的金屬棒ab，導(dǎo)軌的一端連接一電阻R，其他電阻均不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab在一水平恒力F的作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)．則（　　）

• A． 金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)速度一直增大
• B． 金屬棒ab的加速度保持不變
• C． 外力F對ab做的功大于電路中產(chǎn)生的電能
• D． 無論ab做何種運(yùn)動(dòng)，水平恒力F做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能

Answer 1

分析 在水平方向，金屬棒受到拉力F和安培力作用，安培力隨速度增大而增大，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化情況．根據(jù)功能關(guān)系分析電能與功的關(guān)系．

解答 解：
AB、金屬棒ab在水平方向受到恒力F和安培力作用，安培力為：F_A=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，由牛頓第二定律得，金屬棒的加速度：a=$\frac{F-{F}_{A}}{m}$，可知當(dāng)棒的速度v增大，安培力增大，加速度減小，所以ab棒做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)安培力增大到與F平衡時(shí)金屬棒開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度不變，故A、B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)能量守恒知，在ab棒加速運(yùn)動(dòng)的過程中，外力F對ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能以及ab棒獲得的動(dòng)能，外力F對ab做的功大于電路中產(chǎn)生的電能，故C正確．
D、只有當(dāng)ab棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平恒力F做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，要抓住這個(gè)常用的功能關(guān)系：電路中產(chǎn)生的電能一定等于外力克服安培力所做的功；分析導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)，要抓住安培力與速度成正比．