Question

【题目】如图甲所示，质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长、间距为d的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装置位于磁感应强度为B的匀强磁场中。从某时刻开始，导体棒在水平外力F的作用下向右运动(导体棒始终与导轨垂直)，水平外力随着金属棒位移变化的规律如图乙所示，当金属棒向右运动位移x时金属棒恰好匀速运动。则下列说法正确的是（ ）

A.导体棒ab匀速运动的速度为

B.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上通过的电量为

C.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上产生的焦耳热

D.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．金属棒在外力F的作用下从开始运动到恰好匀速运动，在位移为x时做匀速直线运动，根据平衡条件有

根据闭合电路欧姆定律有

根据法拉第电磁感应定律有

联立解得，故A正确；

B．此过程中金属棒R上通过的电量

根据闭合电路欧姆定律有

根据法拉第电磁感应定律有

联立解得

又

解得，故B错误；

CD．对金属棒，根据动能定理可得

由乙图可知，外力做功为

联立解得

而回路中产生的总热量

根据回路中的热量关系有

所以电阻R上产生的焦耳热

故C错误，D正确。

故选AD。