题目内容
(08年西南师大附中期末)(16分) 如图所示,两根固定在水平面上的光滑平行导轨MN和PQ,一端接有阻值为R的电阻,处于方向竖直向下的匀强磁场中.在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆,金属杆的电阻为r,金属杆与导轨接触良好,导轨足够长且电阻不计.金属杆在垂直杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时,电阻R上消耗的电功率是P,某一时刻撤去水平力F,杆最终停下来.求:
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(1) 杆停下来之前通过电阻R的电流方向.
(2) 撤去F后,电阻R上产生的焦耳热是多少?
(3) 撤去F后,当电阻R上消耗的电功率为
时,金属杆的加速度大小、方向.
(1) 电阻R上的电流流向为M→P
(2) 当金属杆受水平恒力F作用下向右匀速运动时,
①
电阻R上消耗的电功P:
②
且
③
而
④
由①②③④式知:![]()
由能量守恒,撤去F后整个电路中产热为:
⑤
则R上产生焦耳热为:
⑥
(3) 设当电阻R消耗的电功率为
时通过的电流为I'
则:
⑦ 安培力:
⑧ 杆的加速度a:
⑨
由①②⑦⑧⑨可得:
,方向向左 ⑩
评分建议:(1)问2分(2)问8分:①式2分,②③④⑤式各1分,⑥式1+1分,(3)问6
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