Question

【題目】半圓形光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌左端通過單刀雙擲開關(guān)S接在電路中，如圖甲所示，電源內(nèi)阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在空間有如圖乙所示的磁場(chǎng)，金屬棒電阻為R、質(zhì)量為m，其他電阻不計(jì)。整個(gè)操作過程經(jīng)歷兩個(gè)階段：①開始時(shí)開關(guān)接位置1，金屬棒ab從導(dǎo)軌上M、P位置由靜止釋放，當(dāng)金屬棒從N、Q豎直向上飛出時(shí)，開關(guān)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(dǎo)軌內(nèi)并恰好能回到M、P位置。重力加速度為g。下列關(guān)于金屬棒運(yùn)動(dòng)過程的描述正確的是( )

A．階段①消耗的電能等于階段②產(chǎn)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(chǎn)生的熱量小于mgh

Answer 1

【答案】B

【解析】階段①，開關(guān)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(chǎn)生的電能，由能量守恒得E電2＝mgh，E電1>E電2，A錯(cuò)；階段①，安培力做的功等于金屬棒機(jī)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(jī)械能，即WA2＝mgh，B對(duì)，C錯(cuò)；而階段②克服安培力做的功又等于產(chǎn)生的電能，等于回路產(chǎn)生的熱量，D錯(cuò)。