Question

一道高中物理选择题

24如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中. 一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ. 现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）. 设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g. 则此过程（ ）

Answer 1

解：首先，解这种题，尤其是高中的，先关注特殊状态，比如最后的匀速状态。
在匀速状态中，要不就是没有外力，要不就是合外力为0，先看有没有电流，有，那么有安培力，那么，这就是安培力，摩擦力，和外力F的平衡。
然后看力的方向，发现杆的力平衡方程为 F=安培力+摩擦力
而安培力F安=(B^2d^2v)/(R+r)
那么，得方程F=(B^2d^2v)/(R+r)+μmg
所以，v=(F-μmg)(R+r)/(B^2d^2)，所以，A错

然后，在整个过程中，电流I=U/(R+r)=Bdv/(R+r)，这里用微积分很好想，但你可能没学过，我这样说，电流与速度时时刻刻成正比，所以他们在时间上的积累也应该时时刻刻成正比，能理解么？
那么电流在时间上的积累为电量Q，速度在时间上的积累为距离l
所以Q=Bdl/(R+r)，B对

然后，就是功与能的问题了，全程只有3个力，所以，三力做功之和为动能变化量。C错

而摩擦力一定做负功，所以恒力F与安培力做功的和必然要加上一个负数才等于动能变化量，那么他们的和必然大于动能变化量。D对

即，答案选BD

友情提示：安培力做功就是电阻发的热，这可以当做结论记下来，将来会很有用的。

追问

有时间来我的提问看看，每天都有几个题的

Answer 2

ABD