Question

【題目】如圖所示，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌，其間距為L，固定在水平面上，導軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一個阻值為R的定值電阻，平直部分導軌左側(cè)區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高為h處由靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導軌間的動摩擦因數(shù)為，金屬棒與導軌間接觸良好，重力加速度為g，則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中（　�。�

A.金屬棒克服安培力做的功等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能

B.金屬棒克服安培力做的功為mgh

C.金屬棒產(chǎn)生的電熱為

D.金屬棒在磁場中運動的時間為

Answer 1

【答案】CD

【解析】

A．金屬棒克服安培力做功等于金屬棒與定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱，故A錯誤；

B．由能量守恒定律可知，金屬棒克服安培力做功與克服摩擦力做功的和為mgh，故金屬棒克服安培力做功小于mgh，故B錯誤；

C．根據(jù)動能定理有

則克服安培力所做的功為；電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于客服安培力做功，所以金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為，故C正確；

D．金屬棒在下滑過程中，由機械能守恒定律得

則得金屬棒到達水平面時的速度

金屬棒在磁場中運動時，取向右為正方向，根據(jù)動量定理有

又

則有

解得金屬在磁場中的運動時間為

故D正確。

故選CD。