问题详情:
如图所示,水平面上两平行光滑金属导轨间距为L,左端用导线连接阻值为R的电阻.在间距为d的虚线MN、PQ之间,存在方向垂直导轨平面向下的磁场,磁感应强度大小只随着与MN的距离变化而变化.质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置,在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动,到达虚线MN时的速度为v0.此后恰能以加速度a在磁场中做匀加速运动.导轨电阻不计,始终与导体棒电接触良好.求:
(1)导体棒开始运动的位置到MN的距离x;
(2)磁场左边缘MN处的磁感应强度大小B;
(3)导体棒通过磁场区域过程中,电阻R上产生的焦耳热QR.
【回答】
(1)导体棒在磁场外,由动能定理有 (2分)
解得 (1分)
(2)导体棒刚进磁场时产生的电动势 (1分)
由闭合电路欧姆定律有 (1分)
又 (1分)
由牛顿第二定律有 (1分)
解得 (2分)
(3)导体棒穿过磁场过程,由牛顿第二定律有 (1分)
导体棒克服安培力做功 (1分)
电路中产生的焦耳热 (1分)
电阻R上产生的焦耳热 (1分)
解得 (2分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题