Question

如图4所示，a、b是同种材料（非超导材料）的等长的导体棒,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,匀强磁场竖直向下.若给a以4.5 J的初动能,使之向左运动,不计导轨的电阻,则整个过程中a棒产生的热量最大为（    ）

图4

A.2 J            B.1.5 J           C.3 J           D.4.5 J

Answer 1

解析：最终a、b以相同的速度向左运动.由于整个过程中a、b棒组成的系统所受合外力为0,系统动量守恒.若设a的质量为m,初速度为v₀,最终共同速度为v,b的质量为2m,则mv₀=3mv,所以v=v₀.因mv₀²=4.5 J,所以a、b共同运动时,E_ka=mv²=0.5 J,E_kb=·2mv²=1 J.所以整个过程中产生的热量Q=ΔE=（4.5-0.5-1） J=3 J.又因b的横截面积应为a的2倍,其电阻应是a的,产生的热量应是a的,所以a棒产生的热量Q_a=Q=2 J.即选项A正确.

答案：A