如图所示,倾角均为θ=45°的固定光滑金属直轨道ce和c'e',与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a'b'c'分别相切于c和c'点,两切点与对应圆心的连线和竖直方向夹角均为θ

◎ 题目

如图所示,倾角均为θ=45°的固定光滑金属直轨道ce和c'e',与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a'b'c'分别相切于c和c'点,两切点与对应圆心的连线和竖直方向夹角均为θ=45°,e和e'间接有阻值为R的电阻,矩形cc'd'd区域内存在与该平面垂直的磁场,磁感应强度,式中x为沿直轨道向下离开边界dd'的距离,且,长度也为L、阻值为R的导体棒在外力作用下,从磁场边界dd'沿直轨道向下匀速通过磁场,到达边界cc'时撤去外力,导体棒恰能沿圆弧轨道通过最高处aa',金属轨道电阻及空气阻力均不计,重力加速度为g,求:
(1)导体棒通过aa'时速度υ的大小;
(2)导体棒匀速通过磁场时速度υ0的大小;
(3)导体棒匀速通过磁场过程中棒上产生的热量Q。

◎ 答案

解:(1)设导体棒质量为m,恰好通过圆弧轨道最高处aa′满足
解得
(2)导体棒从边界cc′运动到最高处aa′过程中,
根据机械能守恒定律得
解得
(3)导体棒匀速通过磁场区域历时
棒中正弦式交流电的感应电动势
棒中电流的最大值
棒中电流的有效值
导体棒产生的热量

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,倾角均为θ=45°的固定光滑金属直轨道ce和c'e',与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a'b'c'分别相切于c和c'点,两切点与对应圆心的连线和竖直方向夹角均为θ…”主要考查了你对  【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。

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