题目内容
【题目】如图,POQ是折成
角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,OP=OQ=L=
m,整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律为B=1-8t(T)。一质量为1kg、长为L、电阻为1
、粗细均匀的导体棒锁定于OP、OQ的中点a、b位置.当磁感应强度变为B1=0.5T 后保持不变,同时将导体棒解除锁定,导体棒向下运动,离开导轨时的速度为
。导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度为
。
![]()
求导体棒:(1)解除锁定前回路中电流的大小及方向;
(2)滑到导轨末端时的加速度大小;
(3)运动过程中产生的焦耳热.
【答案】(1)
A , 顺时针方向 (2)7.3m/s2(3)1.02J
【解析】试题分析:根据法拉第电磁感应定律列式求解感应电动势大小,根据欧姆定律求解感应电流大小,根据楞次定律和安培定则判断感应电流的方向;根据切割公式求解感应电动势,根据欧姆定律求解感应电流,根据安培力公式求解安培力,根据牛顿第二定律列式求解加速度;根据能量守恒定律列式求解运动过程中产生的焦耳热。
(1)解除锁定前,感应电动势为:
;
感应电流为:
;
由楞次定律知,感应电流的方向为顺时针方向;
(2)滑到导轨末端时的,感应电动势为:E
,
感应电流为:
,
安培力为:
;
根据牛顿第二定律,有:
,解得:
;
(3)由能量守恒得: ![]()
解得:
;
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