题目内容

如图所示,固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻,但表面粗糙,导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒ab(电阻也不计)放在导轨上,并与导轨垂直,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中( )

A.恒力F做的功等于电路产生的电能
B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能
C.克服安培力做的功等于电路中产生的电能
D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和
【答案】分析:导体棒在恒力作用下沿粗糙导轨做切割磁感线,产生感应电动势,出现感应电流,棒又受到安培力.因此棒做加速度减小的加速运动,最终达到匀速直线运动状态.
解答:解:A、由动能定理可得:恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能,而安培力做功导致电路中的消耗电能,产生热能.故A错误;
B、由动能定理可得:恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能,而安培力做功导致电路中的消耗电能,产生热能.故B错误;
C、安培力做功等于电路中产生的电能,从而产生热能.故C正确;
D、由动能定理可得:恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能,而安培力做功导致电路中的消耗电能,产生热能.故D正确;
故选:CD
点评:由功能关系可知:合力做功等于物体动能的变化,而安培力做功等于电路中消耗的电能,摩擦力做功则产生内能.
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