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如图所示,a、b是同种材料(非超导材料)的等长的导体棒,静止于水平面内足够长的光滑水平导轨上,b的质量是a的2倍,匀强磁场竖直向下.若给a以4.5J的初动能,使之向左运动,不计导轨
如图所示,a、b是同种材料(非超导材料)的等长的导体棒,静止于水平面内足够长的光滑水平导轨上,b的质量是a的2倍,匀强磁场竖直向下.若给a以4.5J的初动能,使之向左运动,不计导轨的电阻,则整个过程中a棒产生的热量最大为( )
A. 2J
B. 1.5J
C. 3 J
D. 4.5J
物理
人气:846 ℃
时间:2020-04-03 18:07:11
优质解答
最终a、b以相同的速度向左运动.由于整个过程中a、b棒组成的系统所受合外力为0,系统动量守恒.
若设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=
1
3
v
0
.
因
1
2
mv
0
2
=4.5 J,所以a、b共同运动时,E
ka
=
1
2
mv
2
=0.5 J,E
kb
=
1
2
•2mv
2
=1 J.
所以整个过程中产生的热量Q=△E=(4.5-0.5-1)J=3 J.
又因b的横截面积应为a的2倍,其电阻应是a的
1
2
,产生的热量应是a的
1
2
,所以a棒产生的热量Q
a
=
2
3
Q=2 J.即选项A正确.
故选:A
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