题目内容

如图所示,一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m的金属杆ab以初速度v从轨道底端向上滑行,滑行到某高度h后又返回到底端.若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计.则下列说法正确的是( )

A.金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量一样多
B.金属杆ab上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于mv2
C.金属杆ab上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等
D.金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量
【答案】分析:通过对导体棒的受力分析知道,上滑的过程做变减速直线运动,下滑的过程做变加速直线运动,抓住位移相等,平均速度不同,比较运动的时间,根据q=比较出电量的大小,根据Q=EIt比较上滑和下滑过程中产生的热量.
解答:解:A、根据感应电量经验公式q=知,上滑过程和下滑过程磁通量的变化量相等,则通过电阻R的电量相等,故A正确.
B、金属杆ab上滑过程中重力、安培力、摩擦力都做功负功,根据动能定理得知:ab棒克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于.故B正确.
C、经过同一位置时:下滑的速度小于上滑的速度,下滑时棒受到的安培力小于上滑所受的安培力,则下滑过程安培力的平均值小于上滑过程安培力的平均值,所以上滑导体棒克服安培力做功大于下滑过程克服安培力做功,故上滑过程中电阻R产生的热量大于下滑过程中产生的热量.故C错误.
D、根据功能关系得知,ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量.故D正确.
故选ABD
点评:解决这类问题的关键时分析受力,进一步确定运动性质,并明确判断各个阶段及全过程的能量转化.
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