题目内容
【题目】如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g,则此过程()
A. 杆的速度最大值为
B. 流过电阻R的电量为
C. 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D. 恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
【答案】D
【解析】
设杆的速度最大值为v,此时杆所受的安培力为,而且杆受力平衡,则有F=FA+μmg,解得,.故A错误。流过电阻R的电荷量为.故B错误。根据动能定理得:恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量,而摩擦力做负功,安培力也做负功,则知恒力F做的功与摩擦力做的功之和大于杆动能的变化量,恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量。故C错误,D正确。故选D。
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