Question

【題目】如圖甲所示，左側(cè)接有定值電阻R=2Ω的水平粗糙導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，導(dǎo)軌間距L=1m．一質(zhì)量m=2kg，阻值r=2Ω的金屬棒在水平拉力F作用下由靜止開始從CD處沿導(dǎo)軌向右加速運動，金屬棒的v﹣x圖象如圖乙所示，若金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.25，則從起點發(fā)生x=1m位移的過程中（g=10m/s2）（　　）
A.金屬棒克服安培力做的功W1=0.5J
B.金屬棒克服摩擦力做的功W2=4J
C.整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q=4.25J
D.拉力做的功W=9.25J

Answer 1

【答案】D
【解析】解答：A、由速度圖象得：v=2x ， 金屬棒所受的安培力 ，代入得：FA=0.5x ， 則知FA與x是線性關(guān)系． 當(dāng)x=0時，安培力FA1=0；當(dāng)x=1m時，安培力FA2=0.5N，則從起點發(fā)生x=1m位移的過程中，安培力做功為
即金屬棒克服安培力做的功W1=0.25J，故A錯誤．
B、金屬棒克服摩擦力做的功W2=μmgx=0.25×2×10×1J=5J，故B錯誤．
CD、根據(jù)動能定理得： ，
其中v=2m/s，μ=0.25，m=2kg，代入解得，拉力做的功W=9.25J．
整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量 ．故C錯誤，D正確
故選：D．
分析：由速度圖象得出v與x的關(guān)系式，由安培力公式 ，得到FA與x的關(guān)系式，可知FA與x是線性關(guān)系，即可求出發(fā)生s=1m位移的過程中安培力做功 ，再根據(jù)動能定理求解拉力做功；根據(jù)能量守恒求解整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q ．