Question

如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q．下列说法正确的是（ ）

A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．整个过程中金属棒克服安培力做功为
C．整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
D．整个过程中电阻R上产生的焦耳热为

Answer

对金属棒进行受力分析，求出金属棒受到的合外力，然后判断金属棒的运动性质；
由动能定理求出克服安培力所做的功；
求出感应电荷量的表达式，然后求出金属棒的位移；
由动能定律或能量守恒定律求出电阻R上产生的焦耳热．
【解析】
金属棒在整个运动过程中，受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，这两个力合力为零，受到水平向左的安培力，金属棒受到的合力为安培力；
A、金属棒受到的安培力F=BIL=BL=BL=，金属棒受到安培力作用而做减速运动，速度v不断减小，所受安培力不断减小，加速度不断减小，金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，故A错误；
B、整个过程中由动能定理可得：-W安=0-mv2，金属棒克服安培力做功为W安=mv2，故B正确；
C、整个过程中感应电荷量q=I△t=△t==，则金属棒的位移s=，故C错误；
D、克服安培力做功把金属棒的动能转化为焦耳热，由于金属棒电阻与电阻串联在电路中，且阻值相等，则电阻R上产生的焦耳热Q=W安=mv2，故D错误；
故选B．