题目内容
如图,相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上,两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻,导轨所在足够长区域内加上与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T。现有电阻r=1Ω,质量m=1kg的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab以速度
从边界MN进入磁场后。
![]()
(1)求棒ab刚进入磁场时的加速度大小;
(2)棒ab进入磁场一段距离后,速度大小变为6m/s,求从进入磁场到此时的过程中电阻R产生的焦耳热为多少.
(3)求棒ab最终停的位置.
(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)当导体棒进入磁场切割磁感线时,感应电动势
,
此时电路电流![]()
导体棒受到安培力![]()
根据牛顿运动定律
,得:![]()
(2)由导体棒与电阻电流始终相等,两者电功率之比等于电阻之比,这个过程产生的焦耳热之比也等于电阻之比,有:
,且![]()
代入数据得:![]()
(3)将导体棒运动分割成很多小段时间内的运动,在
时间内,由动量定理:![]()
,得
,![]()
求和:
,![]()
解得:
,有![]()
考点:本题考查了电磁感应定律、欧姆定律、牛顿第二定律、电功、动量定理.
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