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产生的焦耳热;
(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况,

◎ 答案

解:(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=
对ab棒,由平衡条件得mg-BIL=0
解得v=
(2)由能量守恒定律:mg(d0+d)=E+mv2
解得
 
(3)设棒刚进入磁场时的速度为v0,由mgd0=mv02,得v0=
棒在磁场中匀速时速度为v=,则
①当v0=v,即d0时,棒进入磁场后做匀速直线运
②当v0<v,即d0时,棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动
③当v0>v,即d0时,棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动

◎ 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  【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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