高中 | 动能定理解决直线问题 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.7 动能和动能定理

动能定理解决直线问题

两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为$\theta$的斜面上,导轨的左端接有电阻$R$,导轨自身的电阻可忽略不计,斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上,质量为$m$、电阻为$r$的金属棒$ab$,在沿着斜面与棒垂直的恒力$F$作用下沿导轨匀速上滑,并上升$h$高度,如图所示。在这过程中$(\qquad)$

["

作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于$mgh$与电阻$R$上产生的焦耳热之和

","

金属棒克服安培力做的功等于电阻$R$$r$上产生的焦耳热之和

","

恒力$F$与重力的合力所做的功等于电阻$R$上产生的焦耳热

","

作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零

"]
[["BD"]]

$\rm AD$、金属棒沿导轨匀速上滑,金属棒受重力、安培力和恒力$F$作用,由动能定理有:$W_{合}=W_{F}+W_{G}+W_{A}=\Delta E_{k}=0$

即作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零,故$\rm A$错误,$\rm D$正确;

$\rm B$、由于导轨自身的电阻可忽略不计,则根据功能关系可知,金属棒克服安培力做的功等于电阻$R$$r$上产生的焦耳热之和,故$\rm B$正确;

$\rm C$、由$AD$分析可知,恒力$F$与重力的合力所做的功等于金属棒克服安培力做的功,则恒力$F$与重力的合力所做的功等于电阻$R$$r$上产生的焦耳热之和,故$\rm C$错误。

故选:$\rm BD$

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