题目内容

5.如图,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路.在外力F作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动.在运动过程中外力F做功WF,磁场力对导体棒做功W1,磁铁克服磁场力做功W2,磁铁克服重力做功WG,回路中产生的焦耳热为Q,导体棒获得的动能为Ek.则(  )
A.W1=EkB.W1=QC.W2-W1=QD.WF+WG=Q+Ek

分析 分别选磁铁和导体棒为研究对象,根据动能定理列方程,对系统根据能量守恒知W2-W1=Q.

解答 解:A、根据题意,磁场力对导体棒做功转化为棒的动能,由动能定理知:导体棒:W1=Ek…①,故A正确;
B、根据能量守恒知磁铁克服磁场力做功转化为系统产生的电能,进一步转化为棒上的动能和回路产生的焦耳热,所以:W2-W1=Q…②,故B错误,C正确;
D、对磁铁有:WF+WG-W2=0…③,由①②③得:WF+WG=Ek+Q,故D正确;
故选:ACD

点评 此题结合楞次定律考查动能定理和能量守恒,一对磁场力做功之和为系统产生的焦耳热;解答的关键是理清该过程中能量转化的方向与各种能量之间的关系..

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