题目内容

18.水平放置的光滑导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab,ab处在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中,导轨的一端接一阻值为R的电阻,导轨及导体棒电阻不计,现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动,当通过位移为x时,ab达到最大速度vm,此时撤去外力,最后ab静止在导轨上,在ab运动的整个过程中,下列说法正确的是(  )
A.撤去外力后,ab做匀减速运动B.合力对ab做的功为Fx
C.R上释放的热量为Fx+$\frac{1}{2}$mvm2D.R上释放的热量为Fx

分析 撤去外力后,ab在安培力作用做减速运动,根据安培力与速度成正比分析加速度的变化,判断其运动情况.合力做功根据动能定理分析.由能量守恒定律可以求出电路中R上产生的焦耳热.

解答 解:A、撤去外力后,ab在安培力作用做减速运动,由于速度减小,产生的感应电动势减小,电路中感应电流减小,则ab所受的安培力减小,加速度减小,所以ab做的是变减速运动,故A错误.
B、由于整个过程中,棒ab的动能变化量为零,根据动能定理知,整个过程中合力对ab做的功一定为零.故B错误.
CD、ab棒从开始运动到停止的过程中,只有拉力和安培力做功,所以拉力做的功转化为R上释放的热量,所以:R上释放的热量 Q=W=Fx.故C错误,D正确.
故选:D

点评 棒ab运动时产生的电动势随速度的变化而变化,应用牛顿第二定律、安培力公式、能量守恒定律即可正确解题.分析清楚杆的运动过程;杆克服安培力做功转化为焦耳热,可以从能量角度求焦耳热.

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