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如图，光滑平行的水平金属导轨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竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B．一质量
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图，光滑平行的水平金属导轨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OO
1
O
1
′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d
0
．现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，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接触且垂直导轨运动，导轨电阻不计）．求：
（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；
（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况．
◎ 答案
（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动的速度为V，
产生的电动势为：E=BLV电路中电流：
I=
E
R+r
对ab棒，由平衡条件得：F-BIL=0
解得：
V=
F(R+r)
B
2
L
2
故棒ab在离开磁场右边界时的速度
V=
F(R+r)
B
2
L
2
．
（2）由能量守恒定律：
F(
d
0
+d)=
W
电
+
1
2
m
V
2
解得：
W
电
=F(
d
0
+d)-
m
F
2
(R+r)
2
2
B
4
L
4
故棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能为：
W
电
=F(
d
0
+d)-
m
F
2
(R+r)
2
2
B
4
L
4
．
（3）设棒刚进入磁场时速度为V
0
，则
①当V
0
=V，即F=BIL时，棒做匀速直线运动；
②当V
0
＜V，即F＞BIL，棒做先加速后匀速直线运动；
③当V
0
＞V，即F＜BIL时，棒做先减速后匀速直线运．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图，光滑平行的水平金属导轨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竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B．一质量…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】，【能量守恒定律、第一类永动机】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/323017.html
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