Question

【题目】如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒的质量分别为ma=m，mb=2m，电阻值分别为Ra＝R，Rb＝2R。b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，则（ ）

A. a棒刚进入磁场时回路中的感应电流为

B. a棒刚进入磁场时，b棒受到的安培力大小为

C. a棒和b棒最终稳定时的速度大小为

D. 从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热为

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

A、设a棒刚进入磁场时的速度为v，从开始下落到进入磁场，根据机械能守恒定律有：，

a棒切割磁感线产生感应电动势为：E=BLv，

根据闭合电路欧姆定律有：；联立解得；故A错误。

B、b棒受到的安培力为F=BIL，代入电流I解得，方向水平向右；B正确。

C、设两棒最后稳定时的速度为v′，从a棒进入磁场到两棒速度达到稳定，一对安培内力作用，两棒组成的系统外力之和为零，根据动量守恒定律有：mv=3mv′，

解得：；C正确。

D、从a棒进入磁场到两棒共速的过程，一对安培力做功把机械能转化为电能，设a棒产生的内能为Ea，b棒产生的内能为Eb，根据能量守恒定律有：；两棒串联内能与电阻成正比：Eb=2Ea，解得：；故D正确。

故选BCD。