Question

【題目】如圖所示，電阻不計，間距為L=1.0m的光滑平行導軌水平放置于磁感應強度為B=0.5T，方向豎直向上的勻強磁場中，導軌左端接有定值電阻R=4.0Ω。金屬棒MN垂直導軌放置，在水平外力F作用下由靜止開始向右運動，外力F與金屬棒速度v的關系為F=2+kv（N）（k為常數(shù)），已知金屬棒的質量m=2.0kg，其電阻r=1.0Ω，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。下列說法中正確的是

A.如果導軌足夠長，金屬棒中感應電流一定將一直增大

B.如果金屬棒運動時間足夠長，金屬棒的動能一定將一直增大

C.外力F所做的總功等于電阻R上產生的熱能和金屬棒的動能之和

D.電阻R上產生的熱功率可能先增大后不變

Answer 1

【答案】D

【解析】

AB.對金屬棒MN，由牛頓第二定律得：

F-=ma，

代入數(shù)據(jù)解得：

a= 1+，

當k=0.05時，a1=1m/s2，金屬棒將做勻加速直線運動；當k>0.05時，a隨速度v線性增大；當k<0.05時，a隨v線性減小，當a減小為零時，金屬棒 MN最終將會做勻速直線運動。故A項錯誤，B項錯誤；

C.由能量守恒定律可知，外力F所做的總功等于電阻R和金屬棒上產生熱能與金屬棒的動能總和，故C項錯誤；

D.電阻R的熱功率P=（）2R，選項D正確。