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电磁感应现象中的切割类问题
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如图所示，两根平行的光滑长导轨处于同一水平面内，相距为L．导轨左端用阻值为R的电阻相连，导轨的电阻不计，导轨上跨接一电阻为r的金属杆，质量为m，整个装置放在竖直向下的
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，两根平行的光滑长导轨处于同一水平面内，相距为L．导轨左端用阻值为R的电阻相连，导轨的电阻不计，导轨上跨接一电阻为r的金属杆，质量为m，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，现对杆施加一水平向右的恒定拉力F，使它由静止开始运动．求
（1）当杆的速度为ν时，杆的加速度
（2）杆稳定时的速度
（3）若杆从静止到达稳定的过程中，通过R的电荷量为q，则此过程中回路产生的热量为多少．
◎ 答案
（1）由
ε=BLV，I=
ε
R+r
，
F
安
=BIL
F-
F
安
=ma
?a=
F
m
-
B
2
L
2
V
m(R+r)
（2）当a=0时，杆做匀速运动，速度达最大
V
m
=
F(R+r)
B
2
L
2
．
（3）设杆从静止到达稳定的过程中通过的位移大小为S，
由
q=
.
I
△t=
.
?
R+r
×△t=
△?
△t
?
△t
R+r
=
△?
R+r
=
BL?S
R+r
得
S=
q(R+r)
BL
又根据能量守恒定律得
F?S-
1
2
m
V
2m
=
Q
热
∴
Q
热
=
F(R+r)q
BL
-
m
F
2
(R+r)
2
2
B
4
L
4
．
答：（1）当杆的速度为ν时，杆的加速度为
F
m
-
B
2
L
2
v
m(R+r)
；
（2）杆稳定时的速度是
F(R+r)
B
2
L
2
；
（3）若杆从静止到达稳定的过程中，通过R的电荷量为q，此过程中回路产生的热量是
Q
热
=
F(R+r)q
BL
-
m
F
2
(R+r)
2
2
B
4
L
4
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，两根平行的光滑长导轨处于同一水平面内，相距为L．导轨左端用阻值为R的电阻相连，导轨的电阻不计，导轨上跨接一电阻为r的金属杆，质量为m，整个装置放在竖直向下的…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【法拉第电磁感应定律】，【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】 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/202304/453904.html
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