Question

水平固定放置的足夠長的U形金屬導軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v₀向右運動，最后靜止在導軌上，就導軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程（　　）

• A、安培力對ab棒所做的功相等
• B、電流所做的功相等
• C、產生的總熱量相等
• D、ab棒運動的時間不相等

Answer 1

分析：金屬棒在導軌上做減速運動，最后金屬棒靜止在導軌上；對金屬棒進行受力分析，從能量轉化的角度分析答題．

解答：解：A、當導軌光滑時，金屬棒克服安培力做功，動能全部轉化為焦耳熱，產生的內能等于金屬棒的初動能；當導軌粗糙時，金屬棒在導軌上滑動，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生熱，把部分動能轉化為內能，另一方面要克服安培力做功，金屬棒的部分動能轉化為焦耳熱．可知兩種情況下安培力對ab棒做功大小不相等．故A錯誤．
B、克服安培力做功的大小等于電流做功的大小，所以電流做功不等．故B錯誤．
C、導軌粗糙時，安培力做的功少，導軌光滑時，安培力做的功多，兩種情況下，產生的內能相等，都等于金屬棒的初動能，則產生的總熱量相等．故C正確．
D、光滑時，在安培力作用下做減速運動，粗糙時，在安培力和摩擦力作用下做減速運動，初速度相同，速度相同時刻的加速度不同，則運動時間不相等．故D正確．
故選：CD．

點評：本題抓住初動能和末動能相等，動能損失全部轉化為內能，注意光滑時，內能來自克服安培力做功，粗糙時，內能來自克服安培力做功和摩擦力做功．