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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Fab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

答案

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CD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.

 

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