◎ 题目
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,不计导轨的电阻,则整个过程 a棒产生的最大热量是( ) ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/8f050280a3f7dac7b11dae55dc1438a1.png) |
◎ 答案
◎ 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v 0,最终共同速度为v,b的质量为2m,则mv 0=3mv,所以v= ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/724a87444afe5a523aa0b62092455151.png) v 0.因 ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/e6b1859d533c3ff9d3598438c57f6d3e.png) mv 02="4.5" J,所以a、b共同运动时,E ka= ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/e6b1859d533c3ff9d3598438c57f6d3e.png) mv 2="0.5" J,E kb= ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/e6b1859d533c3ff9d3598438c57f6d3e.png) ·2mv 2="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 ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/e6b1859d533c3ff9d3598438c57f6d3e.png) ,产生的热量应是a的 ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/e6b1859d533c3ff9d3598438c57f6d3e.png) ,所以a棒产生的热量Q a= ![](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-18/863d6e6f431dc4ce45e28a1951455914.png) 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。
|