Question

6．如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．当杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程（　　）

• A． 轻杆在做匀加速直线运动
• B． 流过曲棒的电流从a→b
• C． 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
• D． 恒力F做的功、安培力做的功与摩擦力做的功三者之和等于杆动能的变化量

Answer 1

分析 导体在恒力作用下向左先做加速运动后做匀速运动，此时速度达到最大．根据右手定则判断电流的方向．根据功能关系分析恒力F做的功与摩擦力做的功之和与动能的变化量、恒力F做的功与安培力做的功之和与动能变化量的关系．

解答 解：A、轻杆在恒力作用下作加速运动，速度增大，产生感应电动势和感应电流增大，安培力增大，合外力减小，加速度减小，当合外力为零作匀速运动，所以轻杆做加速度减小的变加速直线运动，故A错误．
B、由右手定则判断知流过棒的电流从b→a，故B错误．
CD、根据动能定理得：恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量，而摩擦力做负功，安培力也做负功，则知恒力F做的功与摩擦力做的功之和大于杆动能的变化量．故C错误，D正确．
故选：D．

点评 解决本题的关键要抓住安培力随速度增大而增大的特点，进行动态变化分析，同时要准确掌握动能定理，并能用来分析杆的能量变化情况．