题目内容


如图所示,相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨由两种材料组成。PG右侧部分单位长度电阻为r0,且PQ=QH=GH=L。PG左侧导轨与导体棒电阻均不计。整个导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B。质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动,在到达PG之前导体棒AC已经匀速。

(1)求当导体棒匀速运动时回路中的电流;

(2)若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1,试计算此时导体棒加速度;

(3)若导体棒初始位置与PG相距为d,运动到QH位置时速度大小为v2,试计算整个过程回路中产生的焦耳热。


答案:(1)       (2),方向水平向左

(3)Q=F(L+d)-

解答:⑴导体棒匀速,则:F=F安                  (1分)

根据安培力公式F安=ILB                       (1分)

解得:                                (1分)

⑵导体棒进入PQ右侧后,回路中电阻减小,电流增大,导体棒做减速运动。 (1分)

设导体棒的加速度为a,则: F安-F =ma           (1分)        F安=ILB

根据闭合电路欧姆定律有:I=                      (1分)

根据法拉第电磁感应定律有:E=BLv1                                                   (1分)

解得:      (1分),方向水平向左     (1分)

⑶对导体棒整个运动过程应用功能关系,有:F(L+d)=+Q      (2分)

解得:Q=F(L+d)-        (1分)


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