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能量转化与守恒定律
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如图所示，水平面上固定着两根足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，左端连接阻值为R的电阻。导轨上放置导体棒，导体棒上固定着一个与导体棒垂直的遮光板，宽度为d。在导轨上
网友投稿 2022-11-11 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，水平面上固定着两根足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，左端连接阻值为R的电阻。导轨上放置导体棒，导体棒上固定着一个与导体棒垂直的遮光板，宽度为d。在导轨上间距均为x
0
的a、b、c三个位置上各固定一个光电门，用来配合光电计数器记录遮光板通过光电门时的挡光时间（挡光过程中可以认为遮光板的运动是匀速的），金属棒和遮光板的总质量为m，棒的电阻也为R，导轨电阻忽略不计。匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度为B。导体棒通过不可伸长的细线经光滑定滑轮与质量也为m的重物相连。现将重物由如图所示的位置释放后与导体棒一起运动，始终保持导体棒与导轨垂直且接触良好。计数器得到遮光板通过第一个光电门的时间为△t
1
，通过第二个和第三个光电门的时间均为△t
2
。（重力加速度为g）
（1）计算导体棒通过第一个光电门时的安培力；
（2）导体棒从第一个光电门到第三个光电门的过程中电阻R上产生的焦耳热；
（3）试在图乙中粗略画出导体棒从开始运动到通过第三个光电门时的v-t图象。其中t
1
、t
2
、t
3
分别表示导体棒通过三个光电门的时刻。
◎ 答案
解：（1）导体棒通过第一个光电门时，设棒上电动势为
E
，电流为
I
，棒的速度为
v
1
，有：
安培力
F
=
IBL
I
=
E
=
BLv
1
v
1
=
可得：
F
=
（2）导体棒通过第三个光电门时的速度为
v
3
=
从第一个光电门到第三个光电门的过程2
mgx
0
=
×2
mv
3
2
－
×2
mv
1
2
+
Q
Q
为电路中的总热量
则，电阻
R
上产生的焦耳热为
Q
1
=
Q
可得：
Q
1
=
mgx
0
-
×
m
+
×
m
（3）速度图象如图
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，水平面上固定着两根足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，左端连接阻值为R的电阻。导轨上放置导体棒，导体棒上固定着一个与导体棒垂直的遮光板，宽度为d。在导轨上…”主要考查了你对 【能量转化与守恒定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】 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/202211/374203.html
十二生肖
十二星座
×2mv32－
×2mv12+Q
Q
×m
+
×m
