如图所示,固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻,但表面粗糙,导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒(...
问题详情:
如图所示,固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻,但表面粗糙,导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上,并与导轨垂直,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中( )
A. 棒做匀加速运动
B. 棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能
C. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和
D. 恒力F、摩擦力和安培力的合力做的功等于棒获得的动能
【回答】
考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
专题: 电磁感应——功能问题.
分析: 导体棒在恒力作用下沿粗糙导轨做切割磁感线,产生感应电动势,出现感应电流,棒又受到安培力.因此棒做加速度减小的加速运动,最终达到匀速直线运动状态.根据功能关系分析恒力F做的功与电路中产生的电能、棒获得的动能、克服摩擦力做功的关系.
解答: 解:A、导体棒在恒力作用下向右加速运动时,产生的感应电动势和感应电流增大,导体棒所受的安培力增大,合力减小,加速度减小,所以导体棒做加速度减小的加速运动,最终达到匀速直线运动状态,故A错误.
B、根据功能关系可知,棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能,故B正确.
CD、由动能定理可得:恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能,而克服安培力做功等于电路中产生的电能,所以恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和.故C、D正确
故选:BCD.
点评: 本题根据功能关系分析电磁感应现象的能量问题,也可以列出动能定理表达式进行分析.知道棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能.动能的变化与外力做的总功有关.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:选择题
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