Question

【題目】半圓形光滑金屬導軌MN、PQ平行放置在豎直平面內，導軌左端通過單刀雙擲開關S接在電路中，如圖甲所示，電源內阻不計，導軌所在空間有如圖乙所示的磁場，金屬棒電阻為R、質量為m，其他電阻不計。整個操作過程經歷兩個階段：①開始時開關接位置1，金屬棒ab從導軌上M、P位置由靜止釋放，當金屬棒從N、Q豎直向上飛出時，開關S改接位置2，金屬棒恰能上升到離N、Q為h的高度處；②之后金屬棒又從N、Q落回導軌內并恰好能回到M、P位置。重力加速度為g。下列關于金屬棒運動過程的描述正確的是( )

A．階段①消耗的電能等于階段②產生的電能

B．階段①安培力做的功等于階段②金屬棒克服安培力做的功

C．階段②克服安培力做的功小于mgh

D．階段②回路中產生的熱量小于mgh

Answer 1

【答案】B

【解析】階段①，開關接位置1，電源提供電能，由能量守恒可知E電1＝Q＋WA1＝Q＋mgh；階段②克服安培力做的功等于產生的電能，由能量守恒得E電2＝mgh，E電1>E電2，A錯；階段①，安培力做的功等于金屬棒機械能的增加量，即WA1＝mgh；階段②克服安培力做的功等于金屬棒減少的機械能，即WA2＝mgh，B對，C錯；而階段②克服安培力做的功又等于產生的電能，等于回路產生的熱量，D錯。