Question

如圖4所示，a、b是同種材料（非超導(dǎo)材料）的等長(zhǎng)的導(dǎo)體棒,靜止于水平面內(nèi)足夠長(zhǎng)的光滑水平導(dǎo)軌上,b的質(zhì)量是a的2倍,勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下.若給a以4.5 J的初動(dòng)能,使之向左運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,則整個(gè)過(guò)程中a棒產(chǎn)生的熱量最大為（    ）

圖4

A.2 J            B.1.5 J           C.3 J           D.4.5 J

Answer 1

解析：最終a、b以相同的速度向左運(yùn)動(dòng).由于整個(gè)過(guò)程中a、b棒組成的系統(tǒng)所受合外力為0,系統(tǒng)動(dòng)量守恒.若設(shè)a的質(zhì)量為m,初速度為v₀,最終共同速度為v,b的質(zhì)量為2m,則mv₀=3mv,所以v=v₀.因mv₀²=4.5 J,所以a、b共同運(yùn)動(dòng)時(shí),E_ka=mv²=0.5 J,E_kb=·2mv²=1 J.所以整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q=ΔE=（4.5-0.5-1） J=3 J.又因b的橫截面積應(yīng)為a的2倍,其電阻應(yīng)是a的,產(chǎn)生的熱量應(yīng)是a的,所以a棒產(chǎn)生的熱量Q_a=Q=2 J.即選項(xiàng)A正確.

答案：A