◎ 题目

如图所示，两根正对的距离为l的平行金属直轨道MN、M'N'位于同一水平面上，两端M、M'之间接一阻值为R的定值电阻，N、N'端与两条位于竖直面内的半径均为R0的半圆形光滑金属轨道NP、N'P'平滑连接，直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域的宽度为s，且其右边界与NN'重合，现有一质量为m、电阻为r的导体杆ab静止在距磁场的左边界为s处。在与杆垂直的水平向右恒力F的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场右边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形轨道的最高点PP'。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为μ，轨道的电阻可忽略不计，重力加速度为g，求： （1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向； （2）导体杆穿过磁场的过程中，整个电路中产生的焦耳热。

◎ 答案

解：（1）设导体杆在F的作用下运动至磁场左边界时的速度为v1，根据动能定理有： 导体杆在进入磁场时产生的感应电动势E=Blv1 此时通过导体杆上的电流大小 根据右手定则可知，电流方向由b指向a （2）设导体杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到圆轨道最高点的速度大小为v1，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，对导体杆在轨道最高点时根据牛顿第二定律有 导体杆从NN'运动至PP'的过程，根据机械能守恒定律有 导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能 此过程电路中产生的焦耳热为

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，两根正对的距离为l的平行金属直轨道MN、M'N'位于同一水平面上，两端M、M'之间接一阻值为R的定值电阻，N、N'端与两条位于竖直面内的半径均为R0的半圆形光滑金属…”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。