如右图所示,两足够长的平行金属导轨水平放置,间距为L,左端接有一阻值为R的电阻;所在空间分布有竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场.有两根导体棒c、d质量均为m,电阻均为

◎ 题目

如右图所示,两足够长的平行金属导轨水平放置,间距为L,左端接有一阻值为R的电阻;所在空间分布有竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场.有两根导体棒c、d质量均为m,电阻均为R,相隔一定的距离垂直放置在导轨上与导轨紧密接触,它们与导轨间的动摩擦因数均为μ.现对c施加一水平向右的外力,使其从静止开始沿导轨以加速度a做匀加速直线运动.(已知导体棒c始终与导轨垂直、紧密接触,导体棒与导轨的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨的电阻忽略不计,重力加速度为g)
 
(1)经多长时间,导体棒d开始滑动;
(2)若在上述时间内,导体棒d上产生的热量为Q,则此时间内水平外力做的功为多少?

◎ 答案

(1)  (2)

◎ 解析


试题分析:(1)设导体棒d刚要滑动的瞬间,流过d的电流为I,c的瞬时速度为v
电动势
流过d的电流         

d受到的安培力大小为

对d受力分析后,得

c的运动时间为

综合①、②、③、④、⑤并代入已知得
t=
v=.⑦
(2)导体棒d上产生的热量为Q,则整个电路上产生的热量为

c发生的位移为

外力做的功为

由⑥、⑦、⑧、⑨、⑩并代入已知得
?
点评:做此类型问题的关键是对安培力的正确分析,安培力是连接电磁问题与力学的桥梁

◎ 知识点

    专家分析,试题“如右图所示,两足够长的平行金属导轨水平放置,间距为L,左端接有一阻值为R的电阻;所在空间分布有竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场.有两根导体棒c、d质量均为m,电阻均为…”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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