题目内容

16.如图所示,在斜面上固定一光滑平行导轨,现加一垂直斜面向下的匀强磁场,将一恒定外力F施加于a杆上,金属杆a和b同时由静止开始沿导轨向上滑动;两杆始终保持水平且垂直于轨道;在开始的一段时间内F做的功WF,电路中产生的电能为E,a克服安培力做功Wa,安培力对b做功为Wb,a、b获得的动能分别为Eka和Ekb,增加的重力势能分别为Epa和Epb,电路中产生的热量为Q,则(  )
A.WF=Wa+Eka+EpaB.WF=Eka+Ekb+Epa+Epb+Q
C.Wa=E=Ekb+Epb+QD.Wb=Q+Ekb+Epb

分析 分析两个杆在向上运动的过程中,存在着哪些能量之间的转化,根据动能定理和功能关系进行分析.

解答 解:A、对a杆根据动能定理可得WF-Wa-WGa=Eka,其中WG=Epa,所以有:WF=Wa+Eka+Epa,故A正确;
B、以整体为研究对象,根据功能关系可得,拉力做的功等于系统机械能与内能的增加,即WF=Eka+Ekb+Epa+Epb+Q,故B正确;
C、克服安培力做的功等于产生的电能,所以有Wa=E,根据A、B选项可得:WF=Wa+Eka+Epa=Eka+Ekb+Epa+Epb+Q,解得Wa=E=Ekb+Epb+Q,C正确;
D、以b为研究对象,根据动能定理可得:Wb-WGb=Ekb,其中克服重力做的功WGb=Epb,解得Wb=Ekb+Epb,D错误.
故选:ABC.

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、功能关系等列方程求解.

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