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精英家教网如图所示,置于水平面的平行金属导轨不光滑,导轨一端连接电阻R,其它电阻不计,垂直于导轨平面有一匀强磁场,磁感应强度为B,当一质量为m的金属棒ab在水平恒力F作用下由静止向右滑动时(  )
A、外力F对ab棒做的功等于电路中产生的电能B、只有在棒ab做匀速运动时,外力F做的功才等于电路中产生的电能C、无论棒ab做何种运动,它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能D、棒ab匀速运动的速度越小,机械能转化为电能的效率越高
分析:导体棒切割磁感线产生感应电动势,电路中产生感应电流,导体棒受到安培力作用,当导体棒受到的合力为零时,导体棒做匀速直线运动,克服安培力做功转为电能.
解答:解:A、导体棒做加速运动时,外力F做功等于克服摩擦力做功、克服摩擦力做功和动能的增量之和;导体棒做匀速运动时,外力F做功等于克服摩擦力做功与克服摩擦力做功之和,故AB错误;
C、克服安培力做功转化为电能,克服安培力做的功等于电路中产生的电能,与ab棒的运动状态无关,故C正确;
D、导体棒受到的安培力FB=BIL=
B2L2v
R
,导体棒匀速运动,由平衡条件得:F=
B2L2v
R
+μmg,转化为电能的效率:η=
FBs
Fs
=
B2L2v
R
B2L2v
R
+μmg
=
1
1+
μmgR
B2L2v
,v越大,效率越高,v越小,效率越低,故D错误;
故选:C.
点评:在电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功;在解题时要注意体会功能关系及能量转化与守恒关系.
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