Question

【题目】半圆形光滑金属导轨MN、PQ平行放置在竖直平面内，导轨左端通过单刀双掷开关S接在电路中，如图甲所示，电源内阻不计，导轨所在空间有如图乙所示的磁场，金属棒电阻为R、质量为m，其他电阻不计。整个操作过程经历两个阶段：①开始时开关接位置1，金属棒ab从导轨上M、P位置由静止释放，当金属棒从N、Q竖直向上飞出时，开关S改接位置2，金属棒恰能上升到离N、Q为h的高度处；②之后金属棒又从N、Q落回导轨内并恰好能回到M、P位置。重力加速度为g。下列关于金属棒运动过程的描述正确的是( )

A．阶段①消耗的电能等于阶段②产生的电能

B．阶段①安培力做的功等于阶段②金属棒克服安培力做的功

C．阶段②克服安培力做的功小于mgh

D．阶段②回路中产生的热量小于mgh

Answer 1

【答案】B

【解析】阶段①，开关接位置1，电源提供电能，由能量守恒可知E电1＝Q＋WA1＝Q＋mgh；阶段②克服安培力做的功等于产生的电能，由能量守恒得E电2＝mgh，E电1>E电2，A错；阶段①，安培力做的功等于金属棒机械能的增加量，即WA1＝mgh；阶段②克服安培力做的功等于金属棒减少的机械能，即WA2＝mgh，B对，C错；而阶段②克服安培力做的功又等于产生的电能，等于回路产生的热量，D错。