Question

【題目】如圖所示，間距為L、電阻不計的足夠長平行光滑金屬導軌水平放置，導軌左端用一阻值為R的電阻連接，導軌上橫跨一根質量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導軌接觸良好。整個裝置處于豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中。現使金屬棒以初速度v沿導軌向右運動，若金屬棒在整個運動過程中通過的電荷量為q。下列說法正確的是

A. 金屬棒在導軌上做勻減速運動

B. 整個過程中金屬棒在導軌上發生的位移為

C. 整個過程中金屬棒克服安培力做功為

D. 整個過程中電阻R上產生的焦耳熱為

Answer 1

【答案】BC

【解析】

金屬棒在整個運動過程中，受到豎直向下的重力，豎直向上的支持力，這兩個力合力為零，受到水平向左的安培力，金屬棒受到的合力為安培力；金屬棒受到的安培力，金屬棒受到安培力作用而做減速運動，速度v不斷減小，安培力不斷減小，加速度不斷減小，故金屬棒做加速度逐漸減小的變減速運動，故A錯誤；整個過程中感應電荷量，又，聯立得,故金屬棒的位移，故B正確；整個過程中由動能定理可得：-W安=0-mv02，金屬棒克服安培力做功為W安=mv02，故C正確；克服安培力做功把金屬棒的動能轉化為焦耳熱，由于金屬棒電阻與電阻串聯在電路中，且阻值相等，則電阻R上產生的焦耳熱Q=W安=mv02，故D錯誤；故選BC。