Question

【題目】如圖甲所示，左側接有定值電阻的水平粗糙導軌處于垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度B=1T，導軌間距L=lm。—質量m=2kg，阻值的金屬棒在水平拉力F作用下由靜止開始從CD處沿導軌向右加速運動，金屬棒的v—x圖像如圖乙所示，若金屬棒與導軌間動摩擦因數，則從起點發生x=1m位移的過程中(g=10m／s2)

A. 金屬棒克服安培力做的功W1=0.5J

B. 金屬棒克服摩擦力做的功W2=4J

C. 整個系統產生的總熱量Q=5.25J

D. 拉力做的功W=9.25J

Answer 1

【答案】CD

【解析】由速度圖象得：v=2x，金屬棒所受的安培力，代入得：FA=0.5x，則知FA與x是線性關系．當x=0時，安培力FA1=0；當x=1m時，安培力FA2=0.5N，則從起點發生x=1m位移的過程中，安培力做功為： ，即金屬棒克服安培力做的功為：W1=0.25J，故A錯誤．金屬棒克服摩擦力做的功為：W2=μmgx=0.25×2×10×1J=5J，故B錯誤；根據動能定理得：W-μmgs+WA= mv2，其中v=2m/s，μ=0.25，m=2kg，代入解得拉力做的功為：W=9.25J．整個系統產生的總熱量為：Q=W- mv2=9.25J- ×2×22J=5.25J．故C D正確，故選CD．