题目内容

(15分)如图所示,位于水平面内间距为L的光滑平行导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面,导轨左端用导线相连,一质量为m、长为L的直导体棒两端放在导轨上,并与之密接。已知导轨单位长度的电阻为r,导线和导体棒的电阻均忽略不计。从 t=0时刻起,导体棒在平行于导轨的拉力作用下,从导轨最左端由静止做加速度为a的匀加速运动,求

(1)t时刻导体棒中的电流I和此时回路的电功率P;
(2)t时间内拉力做的功.
(1)   (2)WF =+ma2t2

试题分析:(1)导体棒由静止开始做匀加速运动
在t时刻的速度v=at         1分
位移x=at2          1分
导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv         1分
由闭合电路欧姆定律知,导体棒中的电流I为
I=  其中R=2xr         1分
联立上式有I=         2分
此时回路的电功率P=I2R      2分
得P=         1分
(2)对导体棒,在t时间内运用动能定理
WF- W=mv2          2分
其中安培力做的功W= Pt=         2分
故t时间内拉力做的功WF =+ma2t2         2分
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