(18分)如图甲所示(俯视图),相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO/为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接
◎ 题目
(18分)如图甲所示(俯视图),相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO/为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距边界OO/也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题: (1)若ab杆固定在轨道上的初始位置,磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1。 (2)若磁场的磁感应强度不变,ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离,其v--x的关系图像如图乙所示。求①ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小;②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2 。 ![]() |
◎ 答案
(1) ![]() (2) ![]() |
◎ 解析
(1)磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零,说明 ![]() 此过程中的感应电动势为 ![]() 通过R的电流为 ![]() 此过程中电阻R上产生的焦耳热为 ![]() ![]() (2)①ab杆离起始位置的位移从L到3L的过程中.由动能定理可得 ![]() ab杆刚要离开磁场时,感应电动势 ![]() 通过R的电流为 ![]() 水平方向上受安培力 ![]() 安培力为: ![]() ![]() 由牛顿第二定律可得: ![]() 联立④⑧⑨解得 ![]() ②ab杆在磁场中由起始位置发生位移L的过程中,根据功能关系,恒力F做的功等于ab杆增加的动能与回路产生的焦耳热之和,则 ![]() 联立④⑩解得 ![]() |
◎ 知识点
专家分析,试题“(18分)如图甲所示(俯视图),相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO/为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接…”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。- 最新内容
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