Question

17．如图，U形光滑导轨串有一电阻R，放在匀强磁场中，导轨平面与磁场垂直，电阻可忽略的金属杆ab跨接在导轨上，可沿导轨平衡．现对ab杆施加水平向右的恒力F，杆从静止开始运动，则下列判断正确的是（　　）

• A． 安培力做功等于金属杆增加的动能
• B． 克服安培力做功的功率与电阻R上消耗的功率相等
• C． F对金属杆做功总等于与电阻R上消耗的电能
• D． R上消耗的功率存在最大值

Answer 1

分析 分析金属杆的运动过程，明确金属杆克服安培力做功全部转化为整个回路的热量，则可以根据能量守恒判断外力做功与电阻R上消耗的电能的关系．

解答 解：A、根据能量守恒定律得，外力F对杆ab做的功和安培力做功之和等于杆增加的动能，故A错误；
B、磁场对杆ab的作用力做功的功率等于整个回路消耗的总功率，即等于电阻R上消耗的电功率．故B正确．
C、根据能量守恒定律得，外力F对杆ab做的功等于电阻R上消耗的电能和金属杆的动能之和．故C错误．
D、金属杆在拉力和安培力作用下做变加速运动，当金属杆所受的安培力和外力F相等时，速度最大，产生的感应电流最大，则电阻R上消耗的电功率最大，故R的电功率存在最大值，故D正确．
故选：BD．

点评 本题考查电磁感应中的能量转化问题，要注意明确动能定理以及功能关系的正确应用，知道克服安培力所做的功转化为电路中的电能，而拉力的功转化为电能和金属杆的动能，同时如果存在摩擦时还要考虑克服摩擦力产生的内能．