如图所示,足够长金属导轨MN和PQ与R相连,平行地放在水平桌面上。质量为m的金属杆ab可以无摩擦地沿导轨运动。导轨与ab杆的电阻不计,导轨宽度为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂

◎ 题目

如图所示,足够长金属导轨MN和PQ与R相连,平行地放在水平桌面上。质量为m的金属杆ab可以无摩擦地沿导轨运动。导轨与ab杆的电阻不计,导轨宽度为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面。现给金属杆ab一个瞬时冲量I0,使ab杆向右滑行。
(1)回路最大电流是多少?
(2)当滑行过程中电阻上产生的热量为Q时,杆ab的加速度多大?
(3)杆ab从开始运动到停下共滑行了多少距离?
 

◎ 答案

(1)
(2)
(3)

◎ 解析

(1)由动量定理
由题可知金属杆作减速运动,刚开始有最大速度时有最大,所以回路最大电流:

(2)设此时杆的速度为v,由动能定理有:
而Q=
解之
由牛顿第二定律及闭合电路欧姆定律


(3)对全过程应用动量定理有:

所以有

其中x为杆滑行的距离所以有

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,足够长金属导轨MN和PQ与R相连,平行地放在水平桌面上。质量为m的金属杆ab可以无摩擦地沿导轨运动。导轨与ab杆的电阻不计,导轨宽度为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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