- 试题详情及答案解析
- （2014•许昌三模）如图所示，电阻不计的刚性U型金属导轨放在光滑水平面上，导轨上连有电阻R．质量为m、电阻不计的金属杆ab可在导轨上滑动，滑动时保持与导轨垂直．金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．导轨右边的左方为一个均强磁场区域，磁场方向垂直于水平面，导轨的右边恰在均强磁场右边边界处．现有一位于导轨平面内且与导轨平行的向右方向的拉力作用于金属杆ab上，使之从静止开始在导轨上向右做加速运动．已知拉力的功率恒为P，经过时间t，金属杆在导轨上相对导轨向右滑动的位移为x，重力加速度为g．在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的功为Pt+μmgx B．电阻R中所产生的电能为Pt﹣μmgx C．金属杆克服安培力做的功为Pt D．金属杆和导轨之间由于摩擦而产生的热量为μmgx - 答案：D
- 试题分析：金属杆向右加速运动的同时，U型金属导轨受到金属杆的摩擦力，也会向右运动，根据W=Pt求出拉力做功的大小，结合能量守恒求出电阻R产生的电能；通过金属杆和U型框架的相对路程求出摩擦产生的热量．
解：A、因为拉力的功率恒为P，则拉力做功的大小W=Pt．故A错误．
B、根据能量守恒知，拉力做功一部分转化为金属杆的动能，一部分转化为电阻R上产生的电能，还有一部分转化为摩擦产生的内能，即Pt=
，可知
．故B错误．
C、拉力做功的大小与金属杆克服安培力做功的大小不等，则克服安培力做功不等于Pt．故C错误．
D、因为金属杆和导轨间的相对路程为x，则摩擦产生的热量为μmgx．故D正确．
故选：D．
点评：本题考查电磁感应与能量的综合，知道克服安培力做功等于电路中产生的电能，知道摩擦力与相对路程的乘积等于摩擦产生的热量．