Question

如圖所示，水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端接有電阻R，勻強磁場B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置．今使棒以一定的初速度v₀向右運動，當(dāng)其通過位置a、b時，速率分別為v_a、v_b，到位置c時棒剛好靜止，設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計，a到b與b到c的間距相等，則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個過程中（　　）

A．回路中產(chǎn)生的內(nèi)能不相等

B．棒運動的加速度相等

C．通過棒橫截面積的電荷量相等

D．安培力做功相等

Answer 1

分析：金屬棒向右做加速度逐漸減小的減速運動，克服安培力做功，把金屬棒的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；由能量守恒判斷回路產(chǎn)生的內(nèi)能；由牛頓第二定律判斷加速度的大小關(guān)系；由E=BLv求出感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，最后由電流定義式的變形公式求出感應(yīng)電荷量．

解答：解：A、D、金屬棒受到的安培力F=BIL=B

BLv

R

L=

B2L2v

R

，金屬棒受到的安培力水平向左，金屬棒在安培力作用下做減速運動，速度v越來越小，導(dǎo)體棒克服安培力做功，把金屬棒的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由于ab間距離與bc間距離相等，安培力F從a到c逐漸減小，由W=Fs定性分析可知，從a到b克服安培力做的比從b到c克服安培力做的功多，因此在a到b的過程產(chǎn)生的內(nèi)能多，故A正確，D錯誤；
B、金屬棒PQ在運動過程中所受到的合力是安培力，由牛頓第二定律得：

B2L2v

R

=ma，由于v減小，所以金屬棒向右運動過程中，加速度逐漸減小，故B錯誤；
C、金屬棒運動過程中，電路產(chǎn)生的感應(yīng)電荷量Q=I△t=

E

R

△t=

△t

R

×

△Φ

△t

=

△Φ

R

=B

△S

R

，從a到b的過程中與從b到c的過程中，回路面積的變化量△S相等，B、R相等，因此，通過棒橫截面積的電荷量相等，故C正確；
故選AC．

點評：本題考查綜合運用電磁感應(yīng)、電路知識、牛頓定律、等知識的能力，是一道綜合題，有一定難度．