(2010•荆州二模)如图,在水平面内有两条固定的光滑轨道MN、PQ(电阻不计),处于竖直向下的匀强磁场中,其上放有两根

(2010•荆州二模)如图,在水平面内有两条固定的光滑轨道MN、PQ(电阻不计),处于竖直向下的匀强磁场中,其上放有两根静止的导体棒ab和cd,质量分别为m1,m2,且m1>m2,两导体棒的电阻恒定,相距足够远.第一次导体棒ab以速度v0向静止的导体棒cd运动,最后以共同速度运动,第二次导体棒cd以速度v0向静止的导体棒ab运动,最后也以共同速度运动.对ab和cd组成的系统,下列说法正确的是(  )
A.第一次系统产生的焦耳热较小
B.第二次系统产生的焦耳热较小
C.两次系统末动能一样大
D.第二次系统末动能较小
papa_632 1年前 已收到1个回答 举报

magnificent123 幼苗

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解题思路:ab与cd中电流是相等的,故其所受安培力F=BIL大小相等方向相反,以ab、cd整体为研究对象则系统所受外力为0,系统满足动量守恒;
根据能量守恒定律推导出系统产生的焦耳热表达式,然后进行比较.

ab与cd中电流是相等的,故其所受安培力F=BIL大小相等方向相反,以ab、cd整体为研究对象则系统所受外力为0,根据动量守恒:
第一次:m1v0=(m1+m2)v
第二次:m2v0=(m1+m2)v′
因为m1>m2则v>v′
第一次系统的末动能为Ek1=[1/2](m1+m2)v2
第二次系统的末动能为Ek2=[1/2](m1+m2)v′2
故Ek1>Ek2
根据能量守恒定律:
[1/2]m1v02=[1/2](m1+m2)v2+Q 得:Q=[1/2]m1v02-[1/2]
m12v02
m1+m2=
m1m2v02
2(m1+m2)
[1/2]m2v02=[1/2](m1+m2)v′2+Q′得:Q′=[1/2]m2v02-[1/2]
m22v02
m1+m2=
m1m2v02
2(m1+m2)
即Q=Q′两次系统产生的焦耳热相同.
故选:D.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;焦耳定律;法拉第电磁感应定律.

考点点评: 本题考查了电磁感应中的动量问题和能量问题,难度较大,式子繁琐,计算时要细心.

1年前

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