Question

如圖所示，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量100 g，用絕緣細(xì)線懸掛后，恰好與寬度為50 cm的光滑水平導(dǎo)軌良好接觸，導(dǎo)軌上還放有質(zhì)量為200 g的另一導(dǎo)體棒cd，整個(gè)裝置處于豎直向上的B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)將ab棒拉起0.8 m高后無(wú)初速釋放，當(dāng)ab第一次擺到最低點(diǎn)時(shí)與導(dǎo)軌瞬間接觸后還能向左擺到0.45 m高．試求：

(1)cd棒獲得的速度大��；

(2)此瞬間通過(guò)ab棒的電量；

(3)此過(guò)程回路產(chǎn)生的焦耳熱有多少．

Answer 1

答案：
解析：

設(shè)計(jì)意圖：本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象具體應(yīng)用——導(dǎo)體棒切割磁感線問(wèn)題． 解析：(1)ab棒下落過(guò)程中，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但沒(méi)有感應(yīng)電流，只有落到最低點(diǎn)時(shí)接觸導(dǎo)軌；與導(dǎo)軌cd棒組成閉合回路時(shí)才有感應(yīng)電流產(chǎn)生，根據(jù)下落的高度和擺起的高度可求出速度： v1==m/s=4 m/s v1′==m/s=3 m/5s ab棒與導(dǎo)軌接觸產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場(chǎng)對(duì)ab、cd棒都有安培力作用，但ab與cd棒組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒，則有： m1v1=m1v1′+m2v2′ 所以v2′==0.5 m/s (2)在ab棒與導(dǎo)軌接觸的Δt時(shí)間內(nèi)，安培力對(duì)ab棒的沖量為： -BIl·Δt=m1v1′-m1v1 即：-Blq=m1v1′-m1v1 得：q==1 C (3)根據(jù)能量守恒定律有： m1gh1=m1gh2+m2v2′2+Q 則Q=m1gh1-m1gh2-m2v2′2 =0.325 J． 易錯(cuò)點(diǎn)：學(xué)生沒(méi)有深刻認(rèn)識(shí)到ab、cd棒中有電流的瞬間所組成的系統(tǒng)動(dòng)量是守恒的，從而造成錯(cuò)解． 答案：(1)0.5 m/s　(2)1 C　(3)0.325　J

提示：