题目内容

2.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示.在这过程中(  )
A.作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零
B.金属棒克服安培力所做的功等于回路中产生的电能和电阻R上的焦耳热之和
C.恒力F与安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增加量
D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热

分析 导体棒ab匀速上滑,合力为零,即可合力的做功为零;对导体棒正确受力分析,根据动能定理列方程,弄清功能转化关系,注意克服安培力所做功等于回路电阻中产生的热量.

解答 解:AB、导体棒匀速上升过程中,合力为零,则合力所作的功等于零,根据动能定理得:WF-WG-W安=0,得WF=WG+W安,克服安培力所做功W安即等于回路电阻中产生的热量,则:金属棒上的各个力的合力所做的功等于零,恒力F等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和,A正确,B错误;
C、重力做功不改变金属棒的机械能,恒力F与安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增量,故C正确.
D、由WF-WG-W安=0得,WF-WG=W安,即恒力F与重力的合力所做的功等于克服安培力所做功,即等于电阻R上发出的焦耳热,故D正确.
故选:ACD.

点评 对于电磁感应与功能结合问题,注意利用动能定理进行判断各个力做功之间关系,尤其注意的是克服安培力所做功等于整个回路中产生热量.

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