Question

在倾角为θ的两平行光滑长直金属导轨的下端，接有一电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计，有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直，方向垂直于导轨面向上．质量为m，电阻可不计的金属棒ab，在沿着导轨面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h，如图所示．则在此过程中（ ）

A．恒力F在数值上等于mgsinθ
B．恒力F对金属棒ab所做的功等于mgh
C．恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R上释放的焦耳热
D．恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零

Answer 1

【答案】分析：导体棒匀速上升，因此合外力为零，对导体棒正确受力分析，由平衡条件求出恒力F的大小．根据动能定理列方程，弄清功能转化关系，注意克服安培力所做功即为回路电阻中产生的热量．
解答：解：A、导体棒匀速上升过程中，在斜面方向上受到恒力F和沿斜面向下的重力的分力mgsinθ和安培力，则F＞mgsinθ．故A错误．
B、根据动能定理得：
   W_F-W_G-W_安=0，即 W_F=mgh+W_安，故B错误．
C、D由W_F-W_G-W_安=0得：W_F-W_G=W_安，即恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于金属棒克服安培力做功，而金属棒克服安培力所做功即为回路电阻中产生的热量，故有：恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热，故C正确，D错误．
故选C
点评：点评：对于电磁感应与功能结合问题，注意利用动能定理进行判断各个力做功之间关系，尤其注意的是克服安培力所做功等于整个回路中产生热量．