24、如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1O1′O′ 矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d0.现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计).求:

(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;

(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热;

(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况.

(1)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v,产生的电动势为E = BLv…(1分)

电路中电流 I = …………………………(1分)

对ab棒,由平衡条件得 mg-BIL = 0…………………(2分)

解得 v = ……………………………(1分)

(2) 由能量守恒定律:mg(d0 + d) = E电 + mv2……………………(1分)

解得  ……………………(1分)

 ……………………(1分)

(3)设棒刚进入磁场时的速度为v0,由mgd0 = mv02,得v0 = …(1分)

棒在磁场中匀速时速度为v = ,则

1 当v0=v,即d0 = 时,棒进入磁场后做匀速直线运  ………(1分)

2 当v0 < v,即d0 <时,棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动(1分)

3 当v0>v,即d0>时,棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动(1分)

 0  332183  332191  332197  332201  332207  332209  332213  332219  332221  332227  332233  332237  332239  332243  332249  332251  332257  332261  332263  332267  332269  332273  332275  332277  332278  332279  332281  332282  332283  332285  332287  332291  332293  332297  332299  332303  332309  332311  332317  332321  332323  332327  332333  332339  332341  332347  332351  332353  332359  332363  332369  332377  447090 

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