Question

【题目】如图所示，MN和PQ是同一水平面内的平行光滑金属导轨，相距L=0.50m。CD和EF是置于导轨上的两根金属棒，它们的质量均为m=0.10kg，电阻均为r=1.0Ω，其余电阻可忽略不计。整个装置处在磁感应强度B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。某时刻，金属棒CD突然获得一个瞬时冲量，以v=4.0m/s的速度开始向右运动，求：

(1)金属棒EF所能达到的最大速度vm；

(2)在整个过程中，金属棒EF产生的热量Q。

Answer 1

【答案】(1)2.0m/s；(2)0.20J

【解析】

(1)当两金属棒达到共速时，金属棒EF达到最大速度。取两金属棒为系统，从开始运动到达到共速的过程中，系统所受合外力为零，由动量守恒得

解得

(2)在此过程中，系统损失的机械能转化为电能，再以电流做功的形式转化为内能。因为两金属棒电阻相等，所以两棒上产生的热量也相等，设为Q。根据能量转化与守恒定律得

解得