Question

14．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)軌一端連接電阻R，其它電阻均不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止向右運動，則（　�。�

• A． 金屬棒作勻加速直線運動
• B． 恒力F對金屬棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能
• C． 運動過程中，F(xiàn)一直對金屬棒做正功
• D． 金屬棒在導(dǎo)軌上運動相同的位移，流過R的電荷量相同

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．電荷量由經(jīng)驗公式q=$\frac{△Φ}{R}$分析．

解答 解：A、金屬棒所受的安培力F_A=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，則加速度 a=$\frac{F-{F}_{A}}{m}$，可知隨著速度增大，安培力增大，則加速度減�。�所以金屬棒做加速度減小的變加速直線運動，故A錯誤．
B、根據(jù)能量守恒得，外力F對ab做的功等于電量中產(chǎn)生的電能以及ab棒的動能之和．故B錯誤．
C、運動過程中，F(xiàn)與位移方向一直相同，則F一直對金屬棒做正功，故C正確．
D、金屬棒在導(dǎo)軌上運動相同的位移，回路磁通量的變化量△Φ相同，根據(jù)公式q=$\frac{△Φ}{R}$分析知流過R的電荷量相同．故D正確．
故選：CD．

點評 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路中產(chǎn)生的熱量等于外力克服安培力所做的功；在解題時要注意體會功能關(guān)系及能量轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系．