首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
电磁感应现象中的切割类问题
> 正文
返回
打印
如图所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨的接触
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m、长为L、电阻为R 的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨的接触电阻不计。导轨左端连有阻值为2R的电阻。轨道平面上有n段方向垂直轨道平面向外的宽度为a、间距为b的匀强磁场(a>b)，磁感应强度为B。金属棒初始位于OO'处，与第一段磁场相距2a。求：
（1）若金属棒有向右的初速度v
0
，为使金属棒保持v
0
的速度一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加水平向右的拉力。求金属棒不在磁场中时受到的拉力F
1
和在磁场中时受到的拉力F
2
的大小；
（2）在（1）的情况下，求金属棒从OO'开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功；
（3）若金属棒初速度为零，现对其施以水平向右的恒定拉力F，使金属棒进入各磁场的速度都相同，求金属棒从OO'开始运动到刚离开第n段磁场整个过程中导轨左端电阻上产生的热量。
◎ 答案
解：（1）金属棒保持v
0
的速度做匀速运动，金属棒不在磁场中F
1
=f=μmg ①
金属棒在磁场中运动时，设电路中的感应电流为I
F
2
=f+F
安
=f+BIL ②
由闭合电路欧姆定律
③
由①②③可得
（2）金属棒在非磁场区拉力F
1
所做的功为W
1
=F
1
[2a+(n-l)b]=μmg[2a+(n-l)b] ④
金属棒在磁场区拉力F
2
所做的功为
⑤
金属棒从OO'开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功为
（3）金属棒进入各磁场时的速度均相同，等于从OO'运动2a位移第次进入磁场时的速度，设为v
1
，由动能定理有
⑥
要保证金属棒进入各磁场时的初速度（设为v
1
）都相同，金属棒在磁场中做减速运动，离开磁场后再做加速运动。金属棒每经过一段磁场克服安培力所做的功都相同，设为W
电
，金属棒离开每一段磁场时的速度也相同，设为v
2
，由动能定理有
W
电
=
⑦
⑧
由⑦⑧可得W
电
=(F-μmg)(a+b)
Q
电
=nW
电
整个过程中导轨左端电阻上产生的热量为
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨的接触…”主要考查了你对 【电磁感应现象中的切割类问题】 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/202304/453022.html
十二生肖
十二星座
③ 
⑤ 
⑥ 
W电=
⑦
⑧ 