题目内容

8.如图所示,一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角.两轨道上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m的金属杆ab,以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端.若运动过程中,金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,且轨道与金属杆的电阻均忽略不计,则(  )
A.返回出发点时棒ab的速度大于v0
B.上滑到最高点的过程中克服安培力做功等于$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$
C.上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$-mgh
D.金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同

分析 通过对导体棒的受力分析知道,上滑的过程做变减速直线运动,下滑的过程做变加速直线运动,抓住位移相等,平均速度不同,比较运动的时间,根据Q=EIt比较上滑和下滑过程中产生的热量.

解答 解:A、由于发射电磁感应,一部分飞机械能转化为电能,所以返回出发点时棒ab的速度小于v0,故A错误.
B、金属杆ab上滑过程中重力、安培力都做功负功,根据动能定理得知:ab棒克服重力、安培力做功之和等于$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$.故B错误.
C、根据功能关系可知,上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$-mgh.故C正确;
D、经过同一位置时:下滑的速度小于上滑的速度,下滑时棒受到的安培力小于上滑所受的安培力,则金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率不相等.故D错误.
故选:C

点评 解决这类问题的关键时分析受力,进一步确定运动性质,并明确判断各个阶段及全过程的能量转化.

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