Question

【題目】如圖所示，固定放置在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中。一質量為m(質量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數為μ.現桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離L時，速度恰好達到最大(運動過程中桿始終與導軌保持垂直).設桿接入電路的電阻為r，導軌電阻不計，重力加速度大小為g，則此過程（）

A. 桿的速度最大值為

B. 流過電阻R的電量為

C. 恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

D. 恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量

Answer 1

【答案】D

【解析】

設桿的速度最大值為v，此時桿所受的安培力為，而且桿受力平衡，則有F=FA+μmg，解得，．故A錯誤。流過電阻R的電荷量為．故B錯誤。根據動能定理得：恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于桿動能的變化量，而摩擦力做負功，安培力也做負功，則知恒力F做的功與摩擦力做的功之和大于桿動能的變化量，恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量。故C錯誤，D正確。故選D。