Question

如圖所示，位于同一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌的一端與一電阻相連；具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開始向右運動．桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場均可不計．則（　　）

A．F的功率先逐漸增大，然后保持不變

B．金屬桿的加速度逐漸減小到零

C．電阻上產(chǎn)生的焦耳熱等于合力做功的大小

D．如果中途撤去F，則金屬桿將保持勻速運動

Answer 1

分析：對金屬桿進行受力分析，分析清楚金屬桿的運動過程，然后由P=Fv判斷拉力的功率如何變化，由牛頓第二定律判斷加速度如何變化，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析焦耳熱大小與合力的功間的關(guān)系．

解答：解：A、金屬桿ab在運動過程中受到的安培力F_B=BIL=B

E

R

L=B

BLv

R

L=

B2L2v

R

，
由牛頓第二定律可得，金屬桿的加速度a=

F-FB

m

=

F

m

-

B2L2v

mR

，
金屬桿從靜止開始向右做加速運動，速度v逐漸增大，加速度a逐漸減小，
當拉力與安培力合力為零時，金屬棒的加速度為零，金屬棒做勻速直線運動，
即：金屬棒的運動過程是：先做加速度逐漸減小的加速運動，后做勻速直線運動，
由P=Fv可知，拉力的功率先增大，后不變，故AB正確；
C、由動能定理可知，合力所做的功等于金屬桿動能的變化量，不等于電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，
電阻上產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功，故C錯誤；
D、撤去拉力F后，金屬桿在安培力作用下做減速運動，最后靜止，故D錯誤；
故選AB．

點評：對金屬桿正確受力分析，分析清楚運動過程、從能量角度分析問題，是正確解題的關(guān)鍵．