Question

水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v₀向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程（　　）

• A、安培力对ab棒所做的功相等
• B、电流所做的功相等
• C、产生的总热量相等
• D、ab棒运动的时间不相等

Answer 1

分析：金属棒在导轨上做减速运动，最后金属棒静止在导轨上；对金属棒进行受力分析，从能量转化的角度分析答题．

解答：解：A、当导轨光滑时，金属棒克服安培力做功，动能全部转化为焦耳热，产生的内能等于金属棒的初动能；当导轨粗糙时，金属棒在导轨上滑动，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生热，把部分动能转化为内能，另一方面要克服安培力做功，金属棒的部分动能转化为焦耳热．可知两种情况下安培力对ab棒做功大小不相等．故A错误．
B、克服安培力做功的大小等于电流做功的大小，所以电流做功不等．故B错误．
C、导轨粗糙时，安培力做的功少，导轨光滑时，安培力做的功多，两种情况下，产生的内能相等，都等于金属棒的初动能，则产生的总热量相等．故C正确．
D、光滑时，在安培力作用下做减速运动，粗糙时，在安培力和摩擦力作用下做减速运动，初速度相同，速度相同时刻的加速度不同，则运动时间不相等．故D正确．
故选：CD．

点评：本题抓住初动能和末动能相等，动能损失全部转化为内能，注意光滑时，内能来自克服安培力做功，粗糙时，内能来自克服安培力做功和摩擦力做功．