如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一…——2021 高考物理第 7 题答案解析

【答案】C【解析】【分析】

【详解】AB．导体棒向右运动，根据右手定则，可知电流方向为 b 到 a，再根据左手定则可知，导体棒向到向左的安培力，根据法拉第电磁感应定律，可得产生的感应电动势为

$$ E = B L \nu _ { 0 } $$

感应电流为

$$ I = \frac { E } { R + r } = \frac { B L \nu _ { 0 } } { R + r } $$

故安培力为

$$ F = B I L = \frac { B ^ { 2 } L ^ { 2 } \nu _ { 0 } } { R + r } $$

根据牛顿第二定律有

$$ F = m a $$

可得

$$ a = \frac { B ^ { 2 } L ^ { 2 } } { m \big ( R + r \big ) } \nu _ { 0 } $$

随着速度减小，加速度不断减小，故导体棒不是做匀减速直线运动，故AB 错误；C．根据能量守恒定律，可知回路中产生的总热量为

$$ Q = \frac { 1 } { 2 } m \nu _ { \mathrm { 0 } } ^ { 2 } $$

因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则R产生的热量为

$$ Q _ { R } = { \frac { R } { R + r } } Q = { \frac { m \nu _ { 0 } ^ { 2 } R } { 2 { \left( R + r \right) } } } $$

故 C 正确；

D．整个过程只有安培力做负功，根据动能定理可知，导体棒克服安培力做的总功等于 $\frac { 1 } { 2 } m \nu _ { 0 } ^ { 2 }$ ，故D 错误。
故选 C。