题目内容
【题目】两根相距l=1m的平行光滑长金属导轨(电阻不计)被固定在绝缘水平面上,左端接有R=2Ω的电阻,导轨间区域加上与导轨垂直、方向垂直纸面的磁场,磁场方向分布如图所示,磁场宽度相同且其宽度d=0.6m,磁感应强度B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab(长为l)垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab以v=5m/s的速度从边界MN进入磁场后始终做匀速运动,求:
(1)导体棒ab进入磁场B1区域时拉力的功率;
(2)导体棒ab经过任意一个磁场B2区域过程中通过电阻R的电荷量。
【答案】(1)0.67W;(2)0.16C
【解析】
(1)导体棒ab在磁场B1区域中运动时,产生的感应电动势为
E1=B1lv
感应电流为
I1=
所受安培力
F安=B1I1l
导体棒ab做匀速运动,则
F拉=F安
拉力的功率为
P=F拉·v=
代入数据解得
P=W=0.67W
(2)经过任意一个磁场B2区域过程中,通过电阻R的电荷量为
q=I2Δt2
由题意得
I2=
位移为
d=vΔt2
联立解得
q==0.16C
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