如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为L2的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差L2的水平面上．以弧形导轨的末端点O为

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为
L
2
的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差
L
2
的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上．在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端．已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g．
（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；
（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；
（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x1位置时停下来，
a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；
b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置．

魔方格

◎ 答案

（1）由图2可知，
△B
△t
=
B0
t0

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E=
△Φ
△t
=L2
△B
△t
=L2
B0
t0
①
（2）金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热Q1=
U2
R
t=
L4
B20
Rt0

金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律mg
L
2
=
1
2
m
v20
②
金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为Q2，
根据能量守恒定律Q2=
1
2
m
v20
-
1
2
mv2=mg
L
2
-
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滑行 水平 弧形 一段 知识点
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    直流电动机的内电阻r=2，与R    		如图所示电路的电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数增大△U（电压表为理想电表），在这个过程中[]A．通过R1的电流增加，增加量一定等于△U/R1B．R2两端的
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