Question

如圖，相距L=1m、電阻不計的平行光滑長金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌左端間接有阻值R=2Ω的電阻，導(dǎo)軌所在足夠長區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=1T。現(xiàn)有電阻r=1Ω，質(zhì)量m=1kg的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速度從邊界MN進入磁場后。

(1)求棒ab剛進入磁場時的加速度大小;

(2)棒ab進入磁場一段距離后,速度大小變?yōu)?m/s,求從進入磁場到此時的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為多少.

(3)求棒ab最終停的位置.

 

Answer 1

(1) （2） （3）

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒進入磁場切割磁感線時，感應(yīng)電動勢,

此時電路電流

導(dǎo)體棒受到安培力

根據(jù)牛頓運動定律,得：

（2）由導(dǎo)體棒與電阻電流始終相等，兩者電功率之比等于電阻之比，這個過程產(chǎn)生的焦耳熱之比也等于電阻之比，有：，且

代入數(shù)據(jù)得：

（3）將導(dǎo)體棒運動分割成很多小段時間內(nèi)的運動，在時間內(nèi)，由動量定理：

，得，

求和：，

解得：，有

考點：本題考查了電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓第二定律、電功、動量定理.