题目内容

5.如图所示,光滑的平行金属导轨固定于水平绝缘面上,除R外其它电阻均不计,垂直于导轨平面有一匀强磁场.当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中,下列说法中正确的是(  )
A.水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B.只有在cd棒做匀速运动时,F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C.无论cd棒做何种运动,它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能
D.金属棒cd一定做匀变速运动

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,克服安培力做功转化为电能;由右手定则判断出感应电流的方向,然后判断电势高低;从能量角度、根据欧姆定律分析答题.

解答 解:ABC、金属棒加速运动过程中,水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能和金属棒增加的动能之和;金属棒在匀速运动的过程中,水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能;无论cd棒做何种运动,它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能,故AC错误,B正确;
D、金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动,开始时的电动势较小,则安培力较小,金属棒做加速运动;随速度的增大,感应电动势增大,则感应电流增大,安培力增大,所以金属棒开始时做加速度减小的加速运动,不可能做匀加速直线运动,故D错误;
故选:B

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.

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