如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质

◎ 题目

如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d0.现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度
(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热.
魔方格

◎ 答案

(1)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v,产生的电动势为E=BLv,电路中电流 I=
E
R+r
,棒所受的安培力大小为F=BIL,则得 
  F=
B2L2v
R+r

对ab棒,由平衡条件得 mg-F=0
解得 v=
mg(R+r)
B2L2

(2)由能量守恒定律:mg(d0+d)=Q+
1
2
mv2
解得 Q=mg(d0+d)-
m3g2(R+r)2
2B4L4

答:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度为
mg(R+r)
B2L2

(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热为mg(d0+d)-
m3g2(R+r)2
2B4L4

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】,【能量守恒定律、第一类永动机】  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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐