Question

水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v₀向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程（　　）

A．安培力对ab棒所做的功不相等

B．合力所做的功相等

C．产生的总内能相等

D．ab棒运动的位移相等

Answer 1

分析：金属棒在导轨上做减速运动，最后金属棒静止在导轨上；对金属棒进行受力分析，从能量转化的角度分析答题．

解答：解：A、当导轨光滑时，金属棒克服安培力做功，动能全部转化为焦耳热，产生的内能等于金属棒的初动能；
当导轨粗糙时，金属棒在导轨上滑动，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生热，把部分动能转化为内能，另一方面要克服安培力做功，金属棒的部分动能转化为焦耳热，
摩擦力做功产生的内能与克服安培力做功转化为内能的和等于金属棒的初动能；所以，导轨粗糙时，安培力做的功少，导轨光滑时，安培力做的功多，故A正确．
B、两种情况下，ab棒都做减速运动，动能的变化量相等，根据动能定理可知，合力所做的功相等，故B正确．
C、根据能量转化和守恒定律得知，两种情况下，棒的初动能全部转化为内能，故两种产生的内能相等，都等于金属棒的初动能；故C正确．
D、在导轨粗糙的情况下，在相等位移的位置，棒所受的合力较大，而合力所做的功相等，所以粗糙情况下ab的位移较小，故D错误．
故选：ABC

点评：本题难度不大，对金属棒正确受力分析，从能量的角度分析问题，即可正确解题．