如图,足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内,导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域,磁感应强度大小...
问题详情:
如图,足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内,导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域,磁感应强度大小为,方向如图所示.一根质量,阻值的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量,阻值的原来静置在导轨上的金属棒b发生**碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则( )
A.金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动
B.金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流
C.金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒b上产生的焦耳热为
D.金属棒a最终停在距磁场左边界处
【回答】
BD
【详解】
A.金属棒a第一次穿过磁场时受到安培力的作用,做减速运动,由于速度减小,感应电流减小,安培力减小,加速度减小,故金属棒a做加速度减小的减速直线运动,故A错误;
B.根据右手定则可知,金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流,故B正确;
C.电路中产生的平均电动势为
平均电流为
金属棒a受到的安培力为
规定向右为正方向,对金属棒a,根据动量定理得
解得对金属棒第一次离开磁场时速度
金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量,即
联立并带入数据得
由于两棒电阻相同,两棒产生的焦耳热相同,则金属棒b上产生的焦耳热
故C错误;
D.规定向右为正方向,两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得
联立并带入数据解得金属棒a反*的速度为
设金属棒a最终停在距磁场左边界处,则从反*进入磁场到停下来的过程,电路中产生的平均电动势为
平均电流为
金属棒a受到的安培力为
规定向右为正方向,对金属棒a,根据动量定理得
联立并带入数据解得
故D正确。
故选BD。
知识点:动量定理
题型:选择题
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