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如图所示,间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为d1,间距为d2.两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒ab放在导轨上,并与导轨垂直. (设重力加速度为g)

                                         

(1)若a进入第2个磁场区域时,b以与a同样的速度进入第1个磁场区域,求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek

(2)若a进入第2个磁场区域时,b恰好离开第1个磁场区域;此后a离开第2个磁场区域时,b 又恰好进入第2个磁场区域.且ab在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求b穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热Q

(3)对于第(2)问所述的运动情况,求a穿出第k个磁场区域时的速率 

【小题1】 

【小题2】

【小题3】


解析:

【小题1】⑴ab不受安培力作用,由机械能守恒知       ①

【小题2】⑵设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为,刚离开无磁场区域时的速度为,由能量守恒知

在磁场区域中,      ②

在无磁场区域中         ③

解得                         ④

【小题3】⑶在无磁场区域,根据匀变速直线运动规律有         ⑤

且平均速度       ⑥

有磁场区域,棒a受到合力       ⑦

感应电动势           ⑧

感应电流             ⑨

解得       ⑩

根据牛顿第二定律,在t时间内     11

则有           12

解得             13

联立⑤⑥13解得

由题意知

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,一端接阻值是R的电阻.一电阻是R0,质量为m的导体棒放置在导轨上,在外力F作用下从t=0的时刻开始运动,不计导轨电阻,
(1)若其以速度V匀速运动,求通过电阻的电流I.
(2)若其速度随时间的变化规律是v=vmsinωt,求从t=0到t=
π
时间内外力F所做的功.

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(2011?珠海一模)如图所示,间距为L的平行金属导轨上,有一电阻为r的金属棒ab与导轨接触良好.导轨左端连接电阻R,其它电阻不计,磁感应强度为B,金属捧ab以速度v向右作匀速运动,则(  )

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(1)导体棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热;
(3)导体棒在导轨上移动的最大距离.

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(1)此时杆cd中的电流大小;
(2)杆ab的最大速度;
(3)若此过程中流过杆ab的电量为q,则cd产生的焦耳热Q为多大?

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精英家教网如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨水平放置,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨平面向下.导轨上有一质量为m、长为L的金属棒ab,金属棒电阻为R,导轨的一端连接阻值也为R的电阻,导轨电阻不计,金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动,棒与导轨始终保持良好接触.求:
(1)金属棒最大速度υm的大小;
(2)金属棒速度最大时棒两端的电压uab

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