Question

17．如圖所示，ABCD是固定的水平放置的足夠長的U形金屬導軌，整個導軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導軌上架有一個金屬棒ab，給棒一個水平向右的瞬時沖量I，ab棒將運動起來，最后又靜止在導軌上，在軌道是光滑的和粗糙的兩種情況下（　�。�

• A． 安培力對ab棒所做的功相等
• B． 電流通過整個回路所做的功相等
• C． 整個回路產生的熱量相等
• D． 到停止運動時，棒兩次運動距離相等

Answer 1

分析 金屬棒在導軌上做減速運動，最后金屬棒靜止在導軌上；對金屬棒進行受力分析，從能量轉化的角度分析答題．

解答 解：A、當導軌光滑時，金屬棒克服安培力做功，動能全部轉化為焦耳熱，產生的內能等于金屬棒的初動能；
當導軌粗糙時，金屬棒在導軌上滑動，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生熱，把部分動能轉化為內能，另一方面要克服安培力做功，金屬棒的部分動能轉化為焦耳熱，
摩擦力做功產生的內能與克服安培力做功轉化為內能的和等于金屬棒的初動能；所以，導軌粗糙時，安培力做的功少，導軌光滑時，安培力做的功多，故A錯誤．
B、電流所做的功等于回路中產生的焦耳熱，根據功能關系可知導軌光滑時，金屬棒克服安培力做功多，產生的焦耳熱多，電流做功大，故B錯誤．
C、根據能量轉化和守恒定律得知，兩種情況下，棒的初動能全部轉化為內能，故兩種產生的內能相等，都等于金屬棒的初動能；故C正確．
D、在導軌粗糙的情況下，在相等位移的位置，棒所受的合力較大，而合力所做的功相等，所以粗糙情況下ab的位移較小，故D錯誤．
故選：C．

點評 解決本題的關鍵是正確分析能量是如何轉化的，運用能量轉化和守恒定律分析熱量問題；同時對金屬棒正確受力分析，也是解題的關鍵．