Question

12．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面内，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值R=4.0Ω的定值电阻，电阻不计的导体棒ab放在导轨上，且与导轨接触良好，导轨宽度为l=0.5m，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T，现用水平力F向右拉ab使其以v=10m/s的速度向右匀速运动，以下判断正确的是（　　）

• A． 导体棒ab中的感应电动势E=2.0V
• B． 水平力F的大小为0.1N
• C． 拉力做功的功率为1W
• D． 在匀速运动3s的过程中，回路产生的焦耳热为2J

Answer 1

分析 导体棒向右切割磁感线产生感应电动势，由E=Blv求解感应电动势．由公式F_安=BIL 求出导体棒ab所受的安培力．即可求得水平力F的大小．由公式P=Fv求解拉力做功的功率．根据功能关系求解回路产生的焦耳热．

解答 解：A、导体棒ab中的感应电动势：E=BLv=0.4×0.5×10V=2V；故A正确． 
B、由闭合电路欧姆定律知回路中的电流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{4}$A=0.5A         
由于导体棒匀速运动，则知水平力F与安培力大小相等，为 F=BIL=0.4×0.5×0.5V=0.1NV；故B正确． 
C、拉力做功的功率为 P=Fv=0.1×10W=1W，故C正确．
D、在匀速运动3s的过程中，拉力做功为 W=Fx=Fvt=0.1×10×3J=3J，所以由功能关系知回路产生的焦耳热为3J，故D错误．
故选：ABC．

点评 本题是电磁感应与闭合电路知识、力学知识的综合，产生电磁感应的导体相当于电源，安培力的作用效果是阻碍物体的运动，安培力的负功等于产生的电能．