Question

【題目】如圖，在水平面內固定有兩根相互平行的無限長光滑金屬導軌，其間距為L，電阻不計。在虛線l1的左側存在著豎直向上的勻強磁場，在虛線l2的右側存在豎直向下的勻強磁場，兩部分磁場的磁感應強度均為B。a、b兩根電阻均為R的完全相同的金屬棒與導軌垂直，分別位于兩塊磁場中，現突然給a棒一個水平向左的初速度2v0，在兩棒達到穩定的過程中下列說法正確的是（　　）

A. 兩金屬棒組成的系統的動量守恒

B. 最終兩金屬棒的速度大小都是v0

C. a棒克服安培力做功的功率等于a棒的發熱功率

D. a棒在達到穩定之前做變減速直線運動

Answer 1

【答案】BD

【解析】

a棒向左運動時，回路中產生順時針方向的感應電流，a棒受到向右的安培力，b棒受到向右的安培力，所以兩金屬棒組成的系統合外力不為零，系統的動量不守恒，故A錯誤；a受向右的安培力做減速運動，由于速度減小，感應電動勢減小，回路中感應電流減小，安培力減小，當安培力減到零時，達到穩定狀態，此時回路的感應電流為零，兩棒產生的感應電動勢等大反向，則兩棒的速度大小相同，方向相同；此過程中，由于兩棒所受安培力相同，安培力的沖量相同，則兩棒的動量變化相同，速度變化相同，即2v0-v=v，解得v=v0，可知BD正確。在兩棒達到穩定的過程中，a棒的動能轉化為b棒的動能和回路的焦耳熱，而b棒動能的增加量等于安培力對b棒做功，所以a棒克服安培力做功的功率等于安培力對b棒做功功率與兩棒總發熱功率之和。故C錯誤。