Question

（15分）如圖所示，相距為L的兩條足夠長光滑平行金屬導軌固定在水平面上，導軌由兩種材料組成，PG右側部分單位長度電阻為r0，且PQ＝QH＝GH＝L，PG左側導軌與導體棒電阻均不計，整個導軌處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下，磁感應強度為B，質量為m的導體棒AC在恒力F作用下從靜止開始運動，在到達PG之前導體棒AC已經勻速。

⑴求當導體棒勻速運動時回路中的電流；

⑵若導體棒運動到PQ中點時速度大小為v1，試計算此時導體棒加速度；

⑶若導體棒初始位置與PG相距為d，運動到QH位置時速度大小為v2，試計算整個過程回路中產生的焦耳熱。

 

Answer 1

⑴I＝；⑵a＝－，方向水平向左；⑶Q＝F（L＋d）－

【解析】

試題分析：⑴導體棒勻速，則：F＝

根據安培力公式＝ILB

解得：I＝

⑵設導體棒的加速度為a，則：－F＝ma

安培力公式＝ILB

根據閉合電路歐姆定律有：I＝

根據法拉第電磁感應定律有：E＝BLv1

解得：a＝－，方向水平向左

⑶對導體棒整個運動過程應用功能關系，有：F（L＋d）＝＋Q

解得：Q＝F（L＋d）－

考點：本題主要考查了共點力平衡條件、牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應定律、功能關系的應用問題。