如图,相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上,两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻,导轨所在足够长区域内加上与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大
◎ 题目
如图,相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上,两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻,导轨所在足够长区域内加上与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T.现有电阻r=1Ω,质量m=1kg的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab以速度v=12m/s从边界MN进入磁场后. (1)求棒ab刚进入磁场时的加速度大小; (2)棒ab进入磁场一段距离后,速度大小变为6m/s,求从进入磁场到此时的过程中电阻R产生的焦耳热为多少; (3)求棒ab最终停的位置. |
◎ 答案
(1)当导体棒进入磁场切割磁感线时,导体棒受到的安培力: F=BIL=
由牛顿第二定律得:
代入数据解得:a=4m/s2; (2)对导体棒,由能量守恒定律得:
在闭合电路中:
电路中的总热量;Q=Qr+QR, 代入数据解得:QR=36J; (3)在导体棒运动的极短时间△t内,从t→△t时间内,多导体棒,由动量定理得: -F△t=m△v, 安培力:F=
则
则
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