如图所示,两根长均为L、电阻均为R、质量分别为m和M的导体棒P、Q,用两根电阻和质量均不计的细软导线连接成闭合电路,跨挂于离地高为H的绝缘光滑水平杆OO′上,导体棒Q恰好在

◎ 题目

如图所示,两根长均为L、电阻均为R、质量分别为m和M的导体棒P、Q,用两根电阻和质量均不计的细软导线连接成闭合电路,跨挂于离地高为H的绝缘光滑水平杆OO′上,导体棒Q恰好在地面上,导体棒P离地高为h(h<H),整个装置处于一方向水平且垂直于导体棒的匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系为B=kt,则经过t=______时间导体棒Q将离地向上运动,当两导体棒运动到相同高度时的速度大小为v,则此过程中感应电流做的功为______.
魔方格

◎ 答案

当导体棒Q将离地向上运动时,根据平衡条件得
   对Q:T+BIL=Mg,
   对P:T=mg+BIL
联立得:2BIL=Mg-mg①
根据法拉第电磁感应定律得:E=
△Φ
△t
=
△B
△t
L(H-h)=kL(H-h)②
感应电流为 I=
E
2R
  ③
又B=kt  ④
联立①~④得t=
(M-m)gR
k2(H-h)L2

当两棒运动到相同高度时,Q上升和P下降的高度均为
1
2
(H-h).
根据功能关系得
  W=(M-m)
1
2
(H-h)+
1
2
(M+m)v2
     
故答案为:
(M-m)gR
k2(H-h)L2
,(M-m)
1
2
(H-h)+
1
2
(M+m)v2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两根长均为L、电阻均为R、质量分别为m和M的导体棒P、Q,用两根电阻和质量均不计的细软导线连接成闭合电路,跨挂于离地高为H的绝缘光滑水平杆OO′上,导体棒Q恰好在…”主要考查了你对  【功】,【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。

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