Question

如圖所示，置于水平面的平行金屬導(dǎo)軌不光滑，導(dǎo)軌一端連接電阻R，其它電阻不計，垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，當(dāng)一質(zhì)量為m的金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止向右滑動時（　�。�

• A、外力F對ab棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能
• B、只有在棒ab做勻速運動時，外力F做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能
• C、無論棒ab做何種運動，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能
• D、棒ab勻速運動的速度越小，機械能轉(zhuǎn)化為電能的效率越高

Answer 1

分析：導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒受到安培力作用，當(dāng)導(dǎo)體棒受到的合力為零時，導(dǎo)體棒做勻速直線運動，克服安培力做功轉(zhuǎn)為電能．

解答：解：A、導(dǎo)體棒做加速運動時，外力F做功等于克服摩擦力做功、克服摩擦力做功和動能的增量之和；導(dǎo)體棒做勻速運動時，外力F做功等于克服摩擦力做功與克服摩擦力做功之和，故AB錯誤；
C、克服安培力做功轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能，與ab棒的運動狀態(tài)無關(guān)，故C正確；
D、導(dǎo)體棒受到的安培力F_B=BIL=

B2L2v

R

，導(dǎo)體棒勻速運動，由平衡條件得：F=

B2L2v

R

+μmg，轉(zhuǎn)化為電能的效率：η=

FBs

Fs

=

B2L2v R

B2L2v R +μmg

=

1

1+ μmgR B2L2v

，v越大，效率越高，v越小，效率越低，故D錯誤；
故選：C．

點評：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路中產(chǎn)生的熱量等于外力克服安培力所做的功；在解題時要注意體會功能關(guān)系及能量轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系．