如图所示,a、b是同种材料的等长导体棒,静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上,b棒的质量是a棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a棒以4.5J的初动能,使之向左运动,不计导

◎ 题目

如图所示,ab是同种材料的等长导体棒,静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上,b棒的质量是a棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a棒以4.5J的初动能,使之向左运动,不计导轨的电阻,则整个过程a棒产生的最大热量是(   )
A.2JB.1.5JC.3J D.4.5J

◎ 答案

A

◎ 解析

a运动过程中切割磁感线,回路产生感应电流,在安培力的作用下b棒会被带动。最终a、b以相同的速度向左运动.整个过程中a、b棒组成的系统所受合外力为0,系统动量守恒,可以设a的质量为m,初速度为v0,最终共同速度为v,b的质量为2m,则mv0=3mv,所以v=v0.因mv02="4.5" J,所以a、b共同运动时,Eka=mv2="0.5" J,Ekb=·2mv2="1" J.所以整个过程中产生的热量Q=ΔE=(4.5-0.5-1) J="3" J。又因为a和b是同种材料同样长度,在b的质量为a的二倍的情况下,b的横截面积应为a的2倍,其电阻应是a的,产生的热量应是a的,所以a棒产生的热量Qa=Q="2" J.即选项A正确.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,a、b是同种材料的等长导体棒,静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上,b棒的质量是a棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a棒以4.5J的初动能,使之向左运动,不计导…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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