Question

如图，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，导轨间距为L，电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线。质量均为m的两根相同导体棒MN、PQ静置于图示的导轨上（两棒始终与导轨垂直且接触良好）。现使MN棒获得一个大小为v₀、方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中（　　）

A.两棒受到的安培力冲量大小相等，方向相反

B.两棒最终的速度大小均为，方向相同

C.MN棒产生的焦耳热为

D.通过PQ棒某一横截面的电荷量为

Answer

D

【解析】

A．MN棒向左运动，由右手定则可知，MN中的电流由N到M，PQ中的电流由P到Q，由左手定则可知，MN棒受到的安培力方向向右，PQ棒受到的安培力方向也向右，由于两棒组成回路所以两棒中的电流相等，由可知，安培力大小相等，由可知，两棒受到的安培力冲量大小相等，方向相同，故A错误；

BC．由于MN棒受到的安培力方向向右，PQ棒受到的安培力方向也向右，则MN棒向左做减速运动，PQ向右做加速运动，两棒切割磁感线产生的感应电动势正极与正极相连，当两棒产生的电动势相等时，两棒速度大小相等，回路中的电流为0，此后两棒以相同速率反方向做匀速直线运动，取向左为正方向，对两棒分别为动量定理得

解得

由能量守恒得

则MN棒产生的焦耳热为，故BC错误；

D．对PQ 棒由动量定理得

即

则

故D正确。

故选D。