如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做
问题描述：
如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于
A.棒的机械能增加量
B.棒的动能增加量
C.棒的重力势能增加量
D.电阻R上放出的热量
答
A
对于棒,有三个力做功：恒力F、安培力F′、重力G,
据动能定理得：WF-WF′-WG＝△EK
WF-WF′＝△EK+WG
可见,力F做的功与安培力做的功的代数和WF-WF′等于棒的机械能增加量△EK+WGC,D怎么解释呢既然等于机械能的增加量，那B、C都不全面嘛。既然棒的机械能有变化，那肯定不等于电阻R上放出的热量d解释清楚点用反证法：如果等于电阻R上放出的热量，那棒的动能和重力势能变化的能量从哪里来呢？既然力F做的功与安培力做的功的代数和WF-WF′等于棒的机械能增加量△EK+WG ，那么电阻R上放出的热量是从哪来的电阻R上放出的热量是安培力做负功转化而来的。就好像摩擦力做负功转化成热能一样。