如图所示,半径为r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置,导轨端口所在平面刚好水平。在轨道左上方端口M、N间接有阻值为R的小电珠,整个轨道处在磁感应强度为B的匀强

◎ 题目

如图所示,半径为 r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置,导轨端口所在平面刚好水平。在轨道左上方端口M、N 间接有阻值为R 的小电珠,整个轨道处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,两导轨间距为L,现有一质量为 m,电阻也是R 的金属棒ab 从MN 处由静止释放,经一定时间到达导轨最低点,此时速度为 v 。

(1)求金属棒 ab 到达时,受到的安培力的大小和方向。
(2)求金属棒 ab 从MN 到的过程中,小电珠上产生的热量。

◎ 答案

(1),方向水平向左(2)小电珠上产生的热量

◎ 解析


试题分析:
(1)根据右手定则可判电流方向,再根据左手定则判断安培力的方向,对棒受力分析.
(2)根据能量守恒计算:金属棒减少的重力势能转换为电路的电能和金属棒的动能.
解:(1)由右手定则可判:电流方向由N到M,由左手定则可知ab棒收到的安培力F,方向水平向左
在最低点ab棒切割磁力线产生的电动势为:E=BLv…①
由闭合电路欧姆定律得: …②
由F=BIL,联立①②可得.
(2)在ab棒下滑的过程中设小灯泡上产生的热量为Q,则整个电路上产生的热量为2Q,
由能量守恒定律得:.
解得:.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,半径为r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置,导轨端口所在平面刚好水平。在轨道左上方端口M、N间接有阻值为R的小电珠,整个轨道处在磁感应强度为B的匀强…”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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