题目内容

10.如图所示,两根平行金属导轨与水平面成θ角固定放置,其底端有一个定值电阻R,质量为m的光滑金属棒与两导轨保持垂直并接触良好,金属棒及导轨的电阻均可忽略不计,整个装置处于与导轨平面垂直的匀强磁场中.金属棒受到平行导轨向上的恒力F作用向上加速运动,在一小段时间内(  )
A.F和重力mg的合力所做的功大于电阻R上产生的焦耳热
B.F和安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增加
C.F所做的功等于金属棒重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和
D.作用在金属棒上的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

分析 根据功能关系、机械能守恒定律和动能定理分析整个过程中的能量转化情况,由此得解.

解答 解:A、以导体棒为研究对象,根据功能关系可知,F和重力mg的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热与导体棒动能增加之和,A正确;
B、根据机械能守恒定律可知,除重力之外,其它力对系统做的功等于系统机械能的增加,所以力F和安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增加,B正确;
C、F所做的功等于金属棒机械能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和,C错误;
D、根据动能定理可得,作用在金属棒上的合力所做的功等于金属棒的动能增加量,D错误.
故选:AB.

点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题,根据平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系、机械能守恒定律等分析能量的转化情况.

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