Question

17．如图所示，足够长金属导轨竖直放置，金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上并与导轨保持良好的接触?虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，虚线下方有竖直向下的匀强磁场．ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ，两棒总电阻为R，导轨电阻不计．开始两棒均静止在图示位置，当cd棒无初速释放，同时对ab棒施加竖直向上的拉力F，沿导轨向上做匀加速运动．则（　　）

• A． ab棒中的电流方向由b到a
• B． 拉力F的功率不断增大
• C． cd棒先加速运动后匀速运动
• D． 力F做的功等于两金属棒产生的电热与增加的机械能之和

Answer 1

分析 ab棒沿竖直向上匀加速运动，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断感应电流的方向，由cd棒的电流方向及磁场方向判断所受安培力的方向，再判断摩擦力从而确定运动情况，力F所做的功应等于所产生的总内能与增加的机械能之和．

解答 解：A、ab棒沿竖直向上运动时，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断可知，ab棒中的感应电流方向为b→a，故A正确
B、根据牛顿第二定律得：F-F_安-mg=ma，F_安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，得F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$+mg+ma，v增大，F增大，则拉力F的功率P=Fv增大，故B正确．
C、cd棒先加速运动，其中电流由c到d，所受安培力向里，摩擦力向上，因感应电流不断增加，安培力增大，金属棒对导轨的压力增大，所以摩擦力增大，先小于重力，后大于重力，所以cd棒先加速运动后减速运动，最后停止运动．故C错误．
D、力F所做的功应等于所产生的总内能与增加的机械能之和．故D错误．
故选：AB．

点评 本题关键是根据会分析导线安培力的变化，判断摩擦力的变化，由右手定则判断电流方向．明确功与能量的转化关系．