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如图所示，平行斜导轨圆滑连接于平行水平导轨，导轨光滑且电阻不计．水平部分有竖直向上的匀强磁场穿过，B=2.0T，导轨间距L=0.5m．导体棒CD的质量为m2=0.1Kg，电阻为R2=0.
网友投稿 2022-11-16 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，平行斜导轨圆滑连接于平行水平导轨，导轨光滑且电阻不计．水平部分有竖直向上的匀强磁场穿过，B=2.0T，导轨间距L=0.5m．导体棒CD的质量为m
2
=0.1Kg，电阻为R
2
=0.2Ω，静放在水平导轨上．导体棒AB的质量为m
1
=0.2Kg，电阻为R
1
=0.3Ω，从高为h=0.45m的斜导轨上由静止滑下．求：（1）AB棒刚进入磁场时的速度V
0
和加速度a
0
．（2）若AB不与CD相碰撞，导轨足够长，则最CD的速度v多大．（3）整个过程中，在AB棒上发出的热量Q
1
为多少？
◎ 答案
（1）AB棒在斜导轨下滑的过程，根据机械能守恒得
mgh=
1
2
m
v
20
解得，v
0
=
2gh
=3m/s
进入磁场后，AB棒切割磁感线，产生感应电动势为 E=BLv
0
，感应电流为 I=
E
R
1
+
R
2
，AB所受的安培力大小为 F=BIL，则有F=
B
2
L
2
v
0
R
1
+
R
2
AB棒刚进入磁场时的加速度为 a
0
=
F
m
联立解得，a
0
=12m/s
2
．
（2）AB棒进入磁场后，AB和CD组成的系统动量守恒，则有
m
1
v
0
=（m
1
+m
2
）v 得v=2m/s
（3）根据能量守恒定律得
mgh=Q+
1
2
(
m
1
+
m
2
)
v
2
由焦耳定律得知
AB棒上发出的热量为 Q
1
=
R
1
R
1
+
R
2
Q
联立代入解得 Q
1
=0.18J
答：（1）AB棒刚进入磁场时的速度v
0
为3m/s．加速度a
0
是12m/s
2
．
（2）若AB不与CD相碰撞，导轨足够长，最CD的速度v是2m/s．
（3）整个过程中，在AB棒上发出的热量Q
1
为0.18J
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，平行斜导轨圆滑连接于平行水平导轨，导轨光滑且电阻不计．水平部分有竖直向上的匀强磁场穿过，B=2.0T，导轨间距L=0.5m．导体棒CD的质量为m2=0.1Kg，电阻为R2=0.…”主要考查了你对 【动量守恒定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【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/202211/376978.html
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