[题目]如图所示.光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l.在M点和P点间接一个阻值为R的电阻.在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下.宽为d的匀强磁场.磁感应强度为B.一质量为m.电阻为r的导体棒ab.垂直搁在导轨上.与磁场左边界相距d0.现用一大小为F.水平向右的恒力拉ab棒.使它由静止开始运动.棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计)。求：

(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度大小；

(2)若棒由静止开始运动至离开磁场用时t0，求此过程安培力的冲量的大小；

(3)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能。

【答案】(1) 　(2)Ft0－ (3)F(d0＋d)－

【解析】

(1)棒在磁场中匀速运动时，有

F＝FA＝BIl

再据

联立解得

v＝

(2)对棒由静止开始运动至离开磁场由动量定理有

Ft0－I＝mv－0

解得：

I＝Ft0－

(3)安培力做的功转化成两个电阻消耗的电能Q，根据能量守恒定律可得

F(d0＋d)＝Q＋mv2

解得

Q＝F(d0＋d)－

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