Question

【题目】如图所示，四个物体由金属圆环组成，它们所用材质都相同，2较细（其余环粗细相同），3由两个相同环焊接而成，在焊点处沿两环环心连线方向割开一个小缺口（假设缺口对环形.质量和电阻的影响均不计），4的半径较大（其余环半径相同）。四个物体均位于竖直平面内，空间存在着方向水平且垂直环面向里.下边界为MN的匀强磁场。1、2、3、4的下边缘均与MN相切，已知圆环的半径远大于导线的直径，现将四个物体同时由静止释放。则（　　）

A.1比2先离开磁场

B.离开磁场时，2和3的速度大小不相等

C.在离开磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量，3和4不可能相等

D.在离开磁场的过程中，1和3产生的焦耳热相等

Answer 1

【答案】C

【解析】

设小环的半径为r，截面为S，密度为 ，电阻率为，在下降到某一位置，速度为v，切割磁感线的有效长度为L，则根据牛顿第二定律

①

而

代入①式整理得

可知下落到某位置的加速度大小与导线粗细无关，因此1和2两个圈环同时离开磁场，且离开磁场时的速度相同，A错误；

B．线圈3和两个1连到一起完全相同，因此电流与加速度大小与1也完全相同，因此离开磁场时，2和3的速度大小相等，B错误；

C．根据

可得

整理得流过的电荷量

由于3和4的半径不同，因此流过的电荷量不同，C正确；

D．根据能量守恒，产生的焦耳热

由于3 的质量是1的2倍，离开磁场时的速度与1相同，因此3产生的焦耳热是1的2倍，D错误。

故选C。