Question

5．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量为m、电阻为r的金属棒ab，在沿着斜面ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示，在这过程中（　　）

• A． 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
• B． 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和
• C． 金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
• D． 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R和电阻r上产生的焦耳热之和

Answer 1

分析 由于导体棒ab匀速上滑，合力为零，即可合力的做功为零；对导体棒正确受力分析，根据动能定理列方程，弄清功能转化关系，注意克服安培力所做功等于回路电阻中产生的热量．

解答 解：AB、导体棒匀速上升过程中，合力为零，则合力所作的功等于零，根据动能定理得：W_F-W_G-W_安=0，得W_F=W_G+W_安，克服安培力所做功W_安即等于回路电阻中产生的热量，则：金属棒上的各个力的合力所做的功等于零，恒力F做功等于增加的重力势能mgh与电阻R和r上发出的焦耳热之和，A正确，B错误；
C、金属棒克服安培力做的功等于产生的电能，即等于电阻R和r上产生的焦耳热，故C错误；
D、由W_F-W_G-W_安=0得，W_F-W_G=W_安，即恒力F与重力的合力所做的功等于克服安培力所做功，即等于电阻R和r上发出的焦耳热，故D正确．
故选：AD．

点评 本题考查电磁感应中的功能关系分析，对于电磁感应与功能结合问题，注意利用动能定理进行判断各个力做功之间关系，尤其注意的是克服安培力所做功等于整个回路中产生热量．