Question

如圖所示，一U形光滑導軌串有一電阻R，放置在勻強磁場中，導軌平面與磁場方向垂直．一電阻可忽略不計但有一定質量的金屬桿ab跨接在導軌上，可沿導軌方向平移，現從靜止開始對ab桿施以向右的恒力F，則桿在運動過程中，下列說法中正確的是（ ）

A．外力F對桿ab所做的功數值上總是等于電阻R上消耗的電能
B．磁場對桿ab的作用力的功率與電阻R上消耗的功率大小是相等的
C．電阻R上消耗的功率存在最大值
D．若導軌不光滑，外力F對桿ab所做的功數值上總是大于電阻R上消耗的電能

Answer 1

【答案】分析：導體棒克服安培力做功全部轉化為整個回路的熱量，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做的功等于電阻R上消耗的電能和金屬桿的動能之和．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、當導體棒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C正確．
D、若導軌不光滑，根據能量守恒定律，在變加速直線運動過程中，外力做功等于電阻R上消耗的電能、摩擦產生的內能以及金屬桿動能增量之和．勻速勻速時，外力F做功等于電阻R上消耗的電能和摩擦產生的內能之和．故D正確．
故選BCD．
點評：本題考查了電磁感應與力學和能量的綜合，是高考的熱點問題，平時的學習中需加強訓練．