解题思路:金属杆向右加速运动的同时,U型金属导轨受到金属杆的摩擦力,也会向右运动,根据W=Pt求出拉力做功的大小,结合能量守恒求出电阻R产生的电能;通过金属杆和U型框架的相对路程求出摩擦产生的热量.
A、因为拉力的功率恒为P,则拉力做功的大小W=Pt.故A错误.
B、根据能量守恒知,拉力做功一部分转化为金属杆的动能,一部分转化为电阻R上产生的电能,还有一部分转化为摩擦产生的内能,即Pt=
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2mv2+Q+W电,可知W电=Pt−Q−
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2mv2=Pt−μmgx−
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2mv2.故B错误.
C、拉力做功的大小与金属杆克服安培力做功的大小不等,则克服安培力做功不等于Pt.故C错误.
D、因为金属杆和导轨间的相对路程为x,则摩擦产生的热量为μmgx.故D正确.
故选:D.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率;焦耳定律;安培力.
考点点评: 本题考查电磁感应与能量的综合,知道克服安培力做功等于电路中产生的电能,知道摩擦力与相对路程的乘积等于摩擦产生的热量.