Question

18．水平放置的光滑導(dǎo)軌上放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，ab處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌的一端接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒電阻不計(jì)，現(xiàn)使ab在水平恒力F作用下由靜止沿垂直于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)位移為x時(shí)，ab達(dá)到最大速度v_m，此時(shí)撤去外力，最后ab靜止在導(dǎo)軌上，在ab運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 撤去外力后，ab做勻減速運(yùn)動(dòng)
• B． 合力對(duì)ab做的功為Fx
• C． R上釋放的熱量為Fx+$\frac{1}{2}$mv_m²
• D． R上釋放的熱量為Fx

Answer 1

分析 撤去外力后，ab在安培力作用做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)安培力與速度成正比分析加速度的變化，判斷其運(yùn)動(dòng)情況．合力做功根據(jù)動(dòng)能定理分析．由能量守恒定律可以求出電路中R上產(chǎn)生的焦耳熱．

解答 解：A、撤去外力后，ab在安培力作用做減速運(yùn)動(dòng)，由于速度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，電路中感應(yīng)電流減小，則ab所受的安培力減小，加速度減小，所以ab做的是變減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、由于整個(gè)過(guò)程中，棒ab的動(dòng)能變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理知，整個(gè)過(guò)程中合力對(duì)ab做的功一定為零．故B錯(cuò)誤．
CD、ab棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程中，只有拉力和安培力做功，所以拉力做的功轉(zhuǎn)化為R上釋放的熱量，所以：R上釋放的熱量 Q=W=Fx．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 棒ab運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨速度的變化而變化，應(yīng)用牛頓第二定律、安培力公式、能量守恒定律即可正確解題．分析清楚桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程；桿克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，可以從能量角度求焦耳熱．