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如右图所示,a、b是同种材料(非超导材料)制成的等长导体棒,静止于水平面内足够长的光滑水平导轨上,b的质量是a的2倍,匀强磁场垂直于纸面向里.若给a 4.5 J的初动能使之向左运动,最后a、b速度相同且均为a初速度的,不计导轨的电阻,则整个过程中a棒产生的热量最大值为(  )
A.2 JB.1.5 J
C.3 JD.4.5 J
A

试题分析:根据题意可得a开始运动时有:,因为最终,故过程中产生的总热量为,又知道ab质量相等,等长,同种材料制成,所以根据可得,,ab在运动过程中是串联关系,所以通过ab的电流相等,故根据可得,所以a产生的热量为,故A正确
故选A
点评:本题的关键是求解ab的电阻大小关系,然后根据焦耳定律分析
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中.现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图所示,则下列图象与这一过程相符合的是(  ).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长。则求

(1)最终稳定后a棒的速度大小;
(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;
(3)a棒的释放高度H。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=4 m、总电阻为R=1Ω.在直角坐标系xOy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=2sinx(m),磁感应强度大小B=2 T.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=1 m/s水平向右做匀速直线运动,直到拉出磁场.

(1) 求线框中AD两端的最大电压;
(2) 在图乙中画出运动过程中线框i-t图象,并估算磁场区域的面积(估算结果保留2位有效数字);
(3) 求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力F所做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度V向右匀速滑动, MN中产生的感应电动势为El;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及之比分别为(     )

A.c→a,2:1             B.a→c,2:1        C.a→c,1:2             D.c→a,1:2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,导体框架的平行导轨间距d=1m,框架平面与水平面夹角=30°,匀强磁场方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,导体棒ab的质量m=0.2kg,R=0.1,水平跨在导轨上,且可无摩擦滑动(g取10m/s2)求:

⑴ab下滑的最大速度
⑵以最大速度下滑时,ab棒上的电热功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,MN、PQ为光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计),MN、PQ相距L=50cm,导体棒AB的电阻为r=1Ω,且可以在MN、PQ上滑动,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,整个装置放在磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直与整个导轨平面,现用外力F拉着AB向右以v=5m/s速度作匀速运动。求:

(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向
(2)导体棒AB向右匀速移动的过程中,外力做功的功率

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金属杆的电阻为r,其余部分电阻不计.

⑴若从t=0时刻起,磁场的磁感应强度均匀增加,每秒钟增量为k,施加一水平拉力保持金属杆静止不动,求金属杆中的感应电流.
⑵在情况⑴中金属杆始终保持不动,当t= t1秒末时,求水平拉力的大小.
⑶若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时,可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,倾角=30°、宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.现用一平行导轨的牵引力F,牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1、垂直导轨的金属棒ab,由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻及一切摩擦)。问:

(1)若牵引力为恒力,且F=9N,求金属棒达到的稳定速度v1
(2)若牵引力功率恒为72W,求金属棒达到的稳定速度v2
(3)若金属棒受向上拉力在斜面导轨上达到某一速度时,突然撤去力,此后金属棒又前进了0.48m ,从撤力至棒速为0的过程中,金属棒发热1.12J。问撤力时棒速v3多大?

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