如图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界).

◎ 题目

如图所示,MNPQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界).导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在弹簧S的作用下沿导轨以速度v0向左匀速运动.已知在导体棒运动的过程中,弹簧始终处于弹性限度内.磁感应强度的大小为B,方向如图.当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r,导体棒ab的质量为m.求:
(1)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;
(2)弹簧的劲度系数k
(3)从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量.

◎ 答案

(1) (2                                                            
(3) 

◎ 解析

(1)设ab棒在导轨之间的长度为l,由欧姆定律得
                                         (3分)
(2)设O点到ab棒距离为x,则ab棒的有效长度l' =2xtan30°=  (2分)
ab棒做匀速运动,∴                                     (2分)
                                 (1分)
(3)裸导线最终只能静止于O点,故其动能全部转化为焦耳热,即
                                                        (2分)
                                                  (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界).…”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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