Question

如圖所示，金屬棒AB垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上，棒與導軌接觸良好，棒AB和導軌電阻均忽略不計．導軌左端接有電阻R，垂直于導軌平面的勻強磁場向下穿過平面．現以水平向右的恒定外力F拉著棒AB由靜止開始向右移動，t秒末棒AB速度為v，移動的距離為l，且在t秒內速度大小一直在變化，則下列判斷正確的是（ ）

A．t秒內AB棒所受的安培力方向水平向左，大小逐漸增大
B．t秒內外力F做的功等于電阻R放出的電熱
C．t秒內AB棒做加速度逐漸減小的變加速運動
D．t秒末外力F做功的功率等于

Answer 1

【答案】分析：用水平向右的恒定外力F拉著棒AB由靜止開始向右移動，棒切割磁感線產生感應電流，受到安培力作用，隨著速度增大，安培力增大，棒將做加速度減小的加速運動．根據左手定則判斷安培力的方向．t秒內外力F做的功等于電阻R放出的電熱和棒的動能之和．t秒末外力F做功的功率等于F與瞬時速度的乘積．
解答：解：
A、由右手定則可知，AB棒向右運動切割磁感線將產生的感應電流方向為B→A，由左手定則判斷得知，AB棒所受的安培力方向水平向左．根據安培力表達式F_A=，隨著棒的速度增大，安培力也增大．故A正確．
B、因棒AB向右做加速運動，電路中產生內能，由能量守恒定律得知，外力F做的功等于電阻R放出的電熱和棒AB的動能之和．故B錯誤．
C、t秒內，拉力大于安培力，而且速度增大，安培力增大，合力減小，則AB棒做加速度逐漸減小的變加速運動．故C正確．
D、t秒末外力F做功的功率為P=Fv，v是t秒末瞬時速度，而是拉力做功的平均功率，由于棒做變加速運動，兩者不等．故D錯誤．
故選AC
點評：本題是常見的導體在導軌上滑動的類型，運用動力學方法分析導體棒的運動情況時，關鍵要抓住安培力與速度成正比的特點進行分析．