Question

如图所示，一U形光滑导轨串有一电阻R，放置在匀强磁场中，导轨平面与磁场方向垂直．一电阻可忽略不计但有一定质量的金属杆ab跨接在导轨上，可沿导轨方向平移，现从静止开始对ab杆施以向右的恒力F，则杆在运动过程中，下列说法中正确的是（ ）

A．外力F对杆ab所做的功数值上总是等于电阻R上消耗的电能
B．磁场对杆ab的作用力的功率与电阻R上消耗的功率大小是相等的
C．电阻R上消耗的功率存在最大值
D．若导轨不光滑，外力F对杆ab所做的功数值上总是大于电阻R上消耗的电能

Answer 1

【答案】分析：导体棒克服安培力做功全部转化为整个回路的热量，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做的功等于电阻R上消耗的电能和金属杆的动能之和．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、当导体棒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C正确．
D、若导轨不光滑，根据能量守恒定律，在变加速直线运动过程中，外力做功等于电阻R上消耗的电能、摩擦产生的内能以及金属杆动能增量之和．匀速匀速时，外力F做功等于电阻R上消耗的电能和摩擦产生的内能之和．故D正确．
故选BCD．
点评：本题考查了电磁感应与力学和能量的综合，是高考的热点问题，平时的学习中需加强训练．