Question

17．如圖，U形光滑導軌串有一電阻R，放在勻強磁場中，導軌平面與磁場垂直，電阻可忽略的金屬桿ab跨接在導軌上，可沿導軌平衡．現(xiàn)對ab桿施加水平向右的恒力F，桿從靜止開始運動，則下列判斷正確的是（　　）

• A． 安培力做功等于金屬桿增加的動能
• B． 克服安培力做功的功率與電阻R上消耗的功率相等
• C． F對金屬桿做功總等于與電阻R上消耗的電能
• D． R上消耗的功率存在最大值

Answer 1

分析 分析金屬桿的運動過程，明確金屬桿克服安培力做功全部轉化為整個回路的熱量，則可以根據能量守恒判斷外力做功與電阻R上消耗的電能的關系．

解答 解：A、根據能量守恒定律得，外力F對桿ab做的功和安培力做功之和等于桿增加的動能，故A錯誤；
B、磁場對桿ab的作用力做功的功率等于整個回路消耗的總功率，即等于電阻R上消耗的電功率．故B正確．
C、根據能量守恒定律得，外力F對桿ab做的功等于電阻R上消耗的電能和金屬桿的動能之和．故C錯誤．
D、金屬桿在拉力和安培力作用下做變加速運動，當金屬桿所受的安培力和外力F相等時，速度最大，產生的感應電流最大，則電阻R上消耗的電功率最大，故R的電功率存在最大值，故D正確．
故選：BD．

點評 本題考查電磁感應中的能量轉化問題，要注意明確動能定理以及功能關系的正確應用，知道克服安培力所做的功轉化為電路中的電能，而拉力的功轉化為電能和金屬桿的動能，同時如果存在摩擦時還要考慮克服摩擦力產生的內能．