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如图甲所示,左侧接有定值电阻R=2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,

物理试题 03-31
如图甲所示,左侧接有定值电阻的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨间距L=lm。—质量m=2kg,阻值的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒的vx图像如图乙所示,若金属棒与导轨间动摩擦因数,则从起点发生x=1m位移的过程中(g=10m/s2)(  )
 
A. 金属棒克服安培力做的功W1=0.5J
B. 金属棒克服摩擦力做的功W2=4J
C. 整个系统产生的总热量Q=5.25J
D. 拉力做的功W=9.25J
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由速度图像得:v=2x,金属棒所受的安培力

代入得
FA=0.5x
则知FA与x是线性关系。当x=0时,安培力FA1=0;当x=1m时,安培力FA2=0.5N,则从起点发生x=1m位移的过程中,安培力做功为

即金属棒克服安培力做的功为
W1=025J
故A错误;
B.金属棒克服摩擦力做的功为
W2=μmgx=0.25×2×10×1J=5J
故B错误;
CD.根据动能定理得

其中v=2m/s,μ=0.25,m=2kg,代入解得拉力做的功为
W=9.25J
整个系统产生的总热量为

故CD正确。
故选CD。
【点睛】本题的关键是根据vx的关系,由安培力公式,得到FA与x的关系式,确定出FA与x是线性关系,即可求出安培力做功,再分析功能关系即可明确求出的热量和拉力的功,注意速度为线性变化,故可以利用平均安培力求出安培力的功,同时产生的热量要包括摩擦生热和安培力所做的功。
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