Question

19．如圖，CDEF是固定的、水平放置的、足夠長的“U”型金屬導(dǎo)軌，整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導(dǎo)軌上架一個金屬棒，在極短時間內(nèi)給棒一個向右的速度，棒將開始運動，最后又靜止在導(dǎo)軌上，則棒在運動過程中，就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較（　　）

• A． 安培力做的功相等
• B． 電流通過整個回路所做的功相等
• C． 整個回路產(chǎn)生的總熱量相等
• D． 棒的動量改變量相等

Answer 1

分析 金屬棒在導(dǎo)軌上做減速運動，最后金屬棒靜止在導(dǎo)軌上；對金屬棒進行受力分析，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析答題．

解答 解：A、當(dāng)導(dǎo)軌光滑時，由動能定理知，克服安培力做的功等于金屬棒動能的減少量．
當(dāng)導(dǎo)軌粗糙時，由動能定理知，克服安培力做的功與克服摩擦力做功之和等于金屬棒動能的減少量，則知光滑情況安培力做功較多，故A錯誤．
B、電流通過整個回路所做的功等于回路產(chǎn)生的焦耳熱．金屬棒在粗糙導(dǎo)軌上滑動，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生熱，把一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一方面要克服安培力做功，動能另一轉(zhuǎn)化為焦耳熱，所以光滑情況電流通過整個回路所做的功較多，故B錯誤．
C、根據(jù)能量守恒知，整個回路產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒的初動能，所以總熱量相等，故C正確．
D、棒的末速度為0，初速度相等，由速度變化量相等，動量變化量就相等．故D正確．
故選：CD．

點評 解決本題的關(guān)鍵要正確分析金屬棒的能量是如何轉(zhuǎn)化的，要注意本題熱量有兩種：一種是摩擦生熱，另一種電熱，即焦耳熱．