如图甲所示,质量为m=0.5kg、电阻r=1Ω的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平固定导轨滑行,导轨足够长,两导轨间宽度为L=1m,导轨电阻不计,电阻R1=1.5Ω,R2=3Ω,装置处于竖直向下
◎ 题目
如图甲所示,质量为m=0.5kg、电阻r=1Ω的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平固定导轨滑行,导轨足够长,两导轨间宽度为L=1m,导轨电阻不计,电阻R1=1.5Ω,R2=3Ω,装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1T.杆从x轴原点O以水平初速度向右滑行,直到停止.已知杆在整个运动过程中v随位移x变化的关系如图乙所示.求: (1)在杆的整个运动过程中,电流对电阻R1做的功, (2)在杆的整个运动过程中,通过电阻R1的电量, (3)要使R1产生1J的热量,杆需向右移动的距离及此时R1的功率. |
◎ 答案
(1)设整个电路中电流做功为W,则根据功能关系得 W=
设杆中瞬时电流为I,则电流对杆做功Wab=I2rt, 电流对R1做功W1=I12R1t,电流对R2做功W2=I22R2t, 由于
又r=1Ω,R1=1.5Ω,R2=3Ω,得Wab=1.5W1,W2=0.5W1, ∵W=Wab+W1+W2=3W1, ∴W1=
(2)根据
联立得,通过杆的电量q= |