Question

7．如圖甲所示，在一個傾角為θ的絕緣斜面上有一“U”形軌道abcd，軌道寬度為L，在軌道最底端接有一個定值電阻R，在軌道中的虛線矩形區(qū)域有垂直于斜面向下的勻強磁場B，現(xiàn)讓一根長為L、質(zhì)量為m，電阻也為R的導(dǎo)體棒PQ從軌道頂端由靜止釋放，從導(dǎo)體棒開始運動到恰好到達軌道底端的過程中其機械能E和位移x間的關(guān)系如圖乙所示，圖中a、b、c均為直線段．若重力加速度g及圖象中E₁、E₂、x₁、x₂均為已知量．則下列說法正確的是（　�。�

• A． 導(dǎo)體棒切割運動時P點比Q點電勢高
• B． 圖象中的a和c是平行的
• C． 導(dǎo)體棒在磁場中做勻變速直線運動
• D． 可以求出導(dǎo)體棒切割運動時回路中產(chǎn)生的焦耳熱

Answer 1

分析 根據(jù)右手定則判斷電勢的高低．根據(jù)功能原理分析圖象斜率的意義，判斷a和c是否平行，并分析導(dǎo)體棒在磁場中的運動情況．結(jié)合數(shù)學(xué)知識分析即可．

解答 解：A、導(dǎo)體棒切割運動時，由右手定則判斷知PQ中感應(yīng)電流的方向從P到Q，則P點比Q點電勢低．故A錯誤．
B、根據(jù)功能原理得：△E=F△x，則知E-x圖象的斜率等于除重力以外對導(dǎo)體棒做功的力，a、c兩段圖象中斜率大小等于導(dǎo)體棒所受的摩擦力大小，是相等的，所以a和c的斜率相等，相互平行．故B正確．
C、圖象x₁-x₂段表示導(dǎo)體棒在磁場中運動的過程，圖象是直線，斜率一定，說明摩擦力與安培力的合力一定，則安培力不變，導(dǎo)體棒在磁場中應(yīng)做勻速直線運動，故C錯誤．
D、x₁-x₂段導(dǎo)體棒機械能減少了E₁-E₂，克服摩擦力和安培力做功之和等于E₁-E₂，不能求出克服安培力做功，所以不能求出回路中產(chǎn)生的焦耳熱，故D錯誤．
故選：B

點評 解決本題的關(guān)鍵理解并掌握功能原理，知道除了重力以外其他的力做功等于物體機械能的變化，來理解圖象斜率的物理意義．