Question

如图所示，置于水平面的平行金属导轨不光滑，导轨一端连接电阻R，其它电阻不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场，磁感应强度为B，当一质量为m的金属棒ab在水平恒力F作用下由静止向右滑动时（　　）

• A、外力F对ab棒做的功等于电路中产生的电能
• B、只有在棒ab做匀速运动时，外力F做的功才等于电路中产生的电能
• C、无论棒ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
• D、棒ab匀速运动的速度越小，机械能转化为电能的效率越高

Answer 1

分析：导体棒切割磁感线产生感应电动势，电路中产生感应电流，导体棒受到安培力作用，当导体棒受到的合力为零时，导体棒做匀速直线运动，克服安培力做功转为电能．

解答：解：A、导体棒做加速运动时，外力F做功等于克服摩擦力做功、克服摩擦力做功和动能的增量之和；导体棒做匀速运动时，外力F做功等于克服摩擦力做功与克服摩擦力做功之和，故AB错误；
C、克服安培力做功转化为电能，克服安培力做的功等于电路中产生的电能，与ab棒的运动状态无关，故C正确；
D、导体棒受到的安培力F_B=BIL=

B2L2v

R

，导体棒匀速运动，由平衡条件得：F=

B2L2v

R

+μmg，转化为电能的效率：η=

FBs

Fs

=

B2L2v R

B2L2v R +μmg

=

1

1+ μmgR B2L2v

，v越大，效率越高，v越小，效率越低，故D错误；
故选：C．

点评：在电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功；在解题时要注意体会功能关系及能量转化与守恒关系．