Question

(14分)如圖所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，b、c兩點間接一阻值為R的電阻．ef是一水平放置的導(dǎo)體桿，其質(zhì)量為m、有效電阻值為R，桿與ab、cd保持良好接觸。整個裝置放在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直·現(xiàn)用一豎直向上的力F拉導(dǎo)體桿，使導(dǎo)體桿從靜止開始做加速度為的勻加速直線運動，在上升高度為h的過程中，拉力做功為W，g為重力加速度，不計導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用．求：

(1)導(dǎo)體桿上升到h時所受拉力F的大小；

(2)導(dǎo)體桿上升到h過程中通過桿的電量；

(3)導(dǎo)體桿上升到h過程中bc間電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

 

Answer 1

【答案】

（1） (2) (3)

【解析】

試題分析：（1）設(shè)ef上升到h時，速度為v1、拉力為F，根據(jù)運動學(xué)公式得：

根據(jù)牛頓第二定律得：

根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：

聯(lián)立解得：

（2）感應(yīng)電荷量

根據(jù)閉合電路的歐姆定律

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

所以

（3）設(shè)整個過程產(chǎn)生的總焦耳熱為Q，由功能關(guān)系得：

解得：

所以R上產(chǎn)生的焦耳熱為

考點：本題考查牛頓運動定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、功能關(guān)系