Question

（2014?許昌三模）如圖所示，電阻不計(jì)的剛性U型金屬導(dǎo)軌放在光滑水平面上，導(dǎo)軌上連有電阻R．質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab可在導(dǎo)軌上滑動，滑動時(shí)保持與導(dǎo)軌垂直．金屬桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．導(dǎo)軌右邊的左方為一個(gè)均強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于水平面，導(dǎo)軌的右邊恰在均強(qiáng)磁場右邊邊界處．現(xiàn)有一位于導(dǎo)軌平面內(nèi)且與導(dǎo)軌平行的向右方向的拉力作用于金屬桿ab上，使之從靜止開始在導(dǎo)軌上向右做加速運(yùn)動．已知拉力的功率恒為P，經(jīng)過時(shí)間t，金屬桿在導(dǎo)軌上相對導(dǎo)軌向右滑動的位移為x，重力加速度為g．在此過程中，下列說法正確的是（ ）

A.拉力做的功為Pt+μmgx

B.電阻R中所產(chǎn)生的電能為Pt﹣μmgx

C.金屬桿克服安培力做的功為Pt

D.金屬桿和導(dǎo)軌之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為μmgx

Answer 1

D

【解析】

試題分析：金屬桿向右加速運(yùn)動的同時(shí)，U型金屬導(dǎo)軌受到金屬桿的摩擦力，也會向右運(yùn)動，根據(jù)W=Pt求出拉力做功的大小，結(jié)合能量守恒求出電阻R產(chǎn)生的電能；通過金屬桿和U型框架的相對路程求出摩擦產(chǎn)生的熱量．

【解析】
A、因?yàn)槔�力的功率恒為P，則拉力做功的大小W=Pt．故A錯(cuò)誤．

B、根據(jù)能量守恒知，拉力做功一部分轉(zhuǎn)化為金屬桿的動能，一部分轉(zhuǎn)化為電阻R上產(chǎn)生的電能，還有一部分轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，即Pt=，可知．故B錯(cuò)誤．

C、拉力做功的大小與金屬桿克服安培力做功的大小不等，則克服安培力做功不等于Pt．故C錯(cuò)誤．

D、因?yàn)榻饘贄U和導(dǎo)軌間的相對路程為x，則摩擦產(chǎn)生的熱量為μmgx．故D正確．

故選：D．