题目内容
【题目】如图甲所示,左侧接有定值电阻R=2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨间距L=1m。一质量m=2kg,阻值r=2Ω的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒的v-x图象如图乙所示,若金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,则从起点发生x=1m位移的过程中(g=10m/s2)( )
A. 金属棒克服安培力做的功JB. 金属棒克服摩擦力做的功J
C. 整个系统产生的总热量JD. 拉力做的功J
【答案】BD
【解析】
A.由速度-位移图象得:
金属棒所受的安培力为:
代入得:,
则知FA与x是线性关系,当时,安培力
当时,安培力,
则从起点发生位移的过程中,安培力做功为:
即金属棒克服安培力做的功为:,故A错误;
B.金属棒克服摩擦力做的功为:,故B正确;
C.克服安培力做功等于回路中产生的电热,克服摩擦力做功等于产生的摩擦热,则整个系统产生的总热量:,故C错误;
D.根据动能定理得:,其中,,
代入解得拉力做的功为:,故D正确。
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