如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动,
◎ 题目
如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r。导体棒与导轨接触点的a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时,导体棒位于顶角O处,求: (1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。 (2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。 (3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q。 (4)若在t0时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x。 |
◎ 答案
(1) 电流方向: b→a (2)Q= (3) Q= (4) x=v0t0+ d== |
◎ 解析
(1)0到t时间内,导体棒的位移: x=t t时刻,导体棒的长度: l=x 导体棒的电动势: E=Bl v0 回路总电阻: R=(2x+x)r 电流强度: 电流方向: b→a (2) F=BlI= (3)t时刻导体棒的电功率: P=I 2R 由于I恒定 R/=v0rt∝t 因此 Q= (4)撤去外力持,设任意时刻t导体的坐标为x,速度为v,取很短时间Δt或很短距离Δx
在t~t+时间内,由动量定理得 BIlΔt=mΔv 扫过的面积ΔS= (x=v0t) x= 设滑行距离为d,则 即 d2+2v0t0d-2ΔS=0 解之 d=-v0t0+ (负值已舍去) 得 x=v0t0+ d== |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动,…”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。- 最新内容
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