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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