题目内容
如下图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好。两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界)。质量为m的导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在绝缘弹簧S的作用下从距离O点L0处沿导轨以速度v0向左匀速运动。磁感应强度大小为B,方向如图。当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r。求:
1.导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;
2.导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电量;
3.从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量。
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【答案】
1.![]()
2.![]()
3.![]()
【解析】(1)设ab棒在导轨之间的长度为l,根据法拉第电磁感应定律可得:E=Blv0(1分)
由闭合电路欧姆定律得:
(2分)
(2)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电量为
(1分)
而
,
(1分)故
(2分)
(3)裸导线最终只能静止于O点,故其动能全部转化为焦耳热,即
(1分)
因为导轨与ab构成等腰三角形,三边电阻总是相等的,所以三边产生的热量总是相等的。即
(2分)
练习册系列答案
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如下图所示,在半径为
的圆形区域内充满磁感应强度为
的匀强磁场,MN是一
竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电,电荷量为
,质量为
,速度为
的粒子,不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动以下说法正确的是![]()
| A.只要对着圆心入射,出射后均可垂直打到MN上 |
| B.对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心 |
| C.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,时间也越长 |
| D.只要速度满足 |