如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平而上,间距为L,空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大小为...
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问题详情:
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平而上,间距为L,空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场.在导轨上放有两根质量分别为m和2m的金属棒ab、cd,两棒和导轨垂直且接触良好,有效电阻均为R,导轨电阻不计.现给金属棒ab水平向左的瞬时冲量I0,同时给cd棒水平向右的瞬时冲量2I0,则在以后的运动过程中( )
A.通过ab棒的最大电流为
B.cd棒的最大加速度为
C.最终两金属棒将静止在导轨上
D.整个过程中该系统产生的焦耳热为
【回答】
BD
【解析】
A、设两金属棒的初速度大小为v0,则,两棒刚开始运动时都会切割磁感线,产生感应电流,此时回路中的电流最大,,cd棒受到的安培力最大,加速度最大,此后两棒均做减速运动,由于两棒构成的系统在水平方向上不受外力,系统动量守恒,取向右为正方向,设两棒最终共同的速度为v,则有,解得,即最终两棒以共同速度向右匀速运动,此时回路中的磁通量不变,回路中无感应电流,选项B正确,A、C错误;
D、由能的转化与守恒定律知,该系统产生热量,选项D正确.
【点睛】
本题是电磁感应与力学、电学相结合的综合题,考查了动量守恒定律的应用,分析清楚金属棒的运动过程是解题的前提与关键,应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理与法拉第电磁感应定律、欧姆定律可以解题.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:选择题
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