题目内容
(07年天津卷)(18分)两根光滑的长直金属导轨M N、M′ N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为尺,电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒a b垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。a b在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q。求
(1)a b运动速度v的大小;
(2)电容器所带的电荷量q。
答案:(1)
;(2)
。
解析:
(1)设a b上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I,a b运动距离s所用时间为t,则有
①
②
③
④
由上述方程得
⑤
(2)设电容器两极板间的电势差为U,则有
⑥
电容器所带电荷量
⑦
解得
⑧