Question

11．如圖所示，兩不計(jì)電阻的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ在水平面上平行放置，勻強(qiáng)磁場方向豎直向下，兩根完全相同的金屬棒ab、cd始終垂直導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好．a(chǎn)b棒在恒力作用下向右運(yùn)動(dòng)的過程中，則（　�。�

• A． 只有ab棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢
• B． 回路中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
• C． 安培力對金屬棒ab、cd均做正功
• D． 恒力F做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱和系統(tǒng)增加的動(dòng)能之和

Answer 1

分析 ab棒在恒力F作用下向右做加速運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，cd棒在安培力作用下也向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢，當(dāng)兩棒的速度差恒定時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定，兩棒均做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，判斷做功正負(fù)．根據(jù)系統(tǒng)能量守恒分析F做功與熱量和總動(dòng)能增量的關(guān)系．

解答 解：A、ab棒在恒力F作用下向右做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)楞次定律可知，回路中將產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿acdba方向（逆時(shí)針），電流經(jīng)過cd棒后，cd棒受向右的安培力隨之向右運(yùn)動(dòng)，從而cd棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，故A錯(cuò)誤；
B、由于運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，ab的速度大于cd的速度，則回路中的電動(dòng)勢E=$\frac{BL（{v}_{1}-{v}_{2}）}{R}$；根據(jù)右手定則可知，ab中電流由b到a，而cd中電流由c到d，且ab中電流大于cd中電流，因此電路中電流為逆時(shí)針；故B錯(cuò)誤；
C、由左手定則判斷可知，ab棒所受的安培力方向向左，cd棒所受的安培力方向向右，則安培力對ab棒做負(fù)功，對cd棒做正功．故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)能量守恒定律得知，F(xiàn)做的功等于回路產(chǎn)生的總熱量和系統(tǒng)動(dòng)能增量之和．故D正確．
故選：D

點(diǎn)評 本題的解題關(guān)鍵是分析導(dǎo)體棒受力情況，來確定其運(yùn)動(dòng)情況，注意兩棒均在切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，可以將兩導(dǎo)線視為兩個(gè)電源進(jìn)行分析；同時(shí)能根據(jù)功能關(guān)系分析能量的轉(zhuǎn)化方向．