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 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

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（）

A．2J

B．1.5J

C．3J

D．4.5J

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,E_ka=

mv²="0.5" J,E_kb=

·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Q_a=

Q="2" J.即选项A正确.

核心考点

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】；主要考察你对法拉第电磁感应定律及应用等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，横截面为矩形的管道中，充满了水银，管道的上下两壁为绝缘板，前后两壁为导体板（图中斜线部分），两导体板被一导线cd短路。管道的高度为a，宽度为b，长度为L。当加在管道两端截面上的压强差为P，水银沿管道方向自左向右流动时，作用在这段水银上的粘滞阻力f与速度成正比，即：f=kv.
(1)水银的稳定流速v₁为多大？
(2)将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度为B，方向向上，此时水银的稳定流速v₂又是多大?(已知水银的电阻率为ρ，磁场只存在于管道所在的区域，不考虑管道两端之外水银对电路的影响。)