Question

如圖所示，間距為L、電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．現(xiàn)使金屬棒以初速度v沿導(dǎo)軌向右運動，若金屬棒在整個運動過程中通過的電荷量為q．下列說法正確的是（　�。�

　 A． 金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運動

　 B． 整個過程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為

　 C． 整個過程中金屬棒克服安培力做功為mv2

　 D． 整個過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mv2

Answer 1

【考點】： 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．

【專題】： 電磁感應(yīng)——功能問題．

【分析】： 根據(jù)金屬棒的受力，根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度的變化，從而判斷出金屬棒的運動情況．根據(jù)q=求出金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移．根據(jù)動能定理和能量守恒求出克服安培力做功與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

【解析】： 解：A、金屬棒切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而受到向左的安培力，做減速運動，由于速度減小，電動勢減小，則電流減小，安培力減小，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度減小，做加速度逐漸減小的減速運動．故A錯誤．

B、根據(jù)q==，則金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移s=．故B錯誤．

C、根據(jù)動能定律得，，則金屬棒克服安培力做功為．故C正確．

D、根據(jù)能量守恒得，動能的減小全部轉(zhuǎn)化為整個回路產(chǎn)生的熱量，則電阻R產(chǎn)生的熱量．故D錯誤．

故選C．

【點評】： 金屬棒在運動過程中克服安培力做功，把金屬棒的動能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，在此過程中金屬棒做加速度減小的減速運動；對棒進行受力分析、熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、動能定理等正確解題．