(10分)在如圖所示的水平導(dǎo)軌上(摩擦、電阻忽略不計(jì)),有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B,導(dǎo)軌左端的間距為L(zhǎng)1=4l0,右端間距為l2=l0。今在導(dǎo)軌上放置ACDE兩根導(dǎo)體棒,質(zhì)量分別為m1=2m0,m2=m0,電阻R1=4R0,R2=R0。若AC棒以初速度V0向右運(yùn)動(dòng),求AC棒運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱QAC,以及通過它們的總電量q。
解析:
由于棒l1向右運(yùn)動(dòng),回路中產(chǎn)生電流,ll受安培力的作用后減速,l2受安培力加速使回路中的電流逐漸減小。只需v1,v2滿足一定關(guān)系,
兩棒做勻速運(yùn)動(dòng)。
兩棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),I=0,即回路的總電動(dòng)勢(shì)為零。所以有
Bllv1=Bl2v2
再對(duì)DE棒應(yīng)用動(dòng)量定理B l2?△t=m2v2
常見錯(cuò)解:
AC棒在磁場(chǎng)力的作用下,做變速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程復(fù)雜,應(yīng)從功能關(guān)系的角度來(lái)分析。由于沒有摩擦,最后穩(wěn)定的狀態(tài)應(yīng)為兩棒做勻速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)動(dòng)量守恒定律m1v0=(m1+m2)v′
整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱
因?yàn)镽1=4R0,R2=R0。所以AC棒在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱
對(duì)AC棒應(yīng)用動(dòng)量定理-Bll?△t=m1v′1-m1v0
錯(cuò)解原因:
AC棒在磁場(chǎng)力的作用下做變速運(yùn)動(dòng),最后達(dá)到運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,兩棒都做勻速運(yùn)動(dòng)的分析是正確的。但是以此類推認(rèn)為兩棒的運(yùn)動(dòng)速度相同是錯(cuò)誤的。如果兩棒的速度相同則回路中還有磁通量的變化,還會(huì)存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電流還會(huì)受到安培力的作用,AC,DE不可能做勻速運(yùn)動(dòng)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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在如圖所示的水平導(dǎo)軌上(摩擦、電阻忽略不計(jì)),有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B,導(dǎo)軌左端的間距為L(zhǎng)1=4l0,右端間距為l2=l0。今在導(dǎo)軌上放置ACDE兩根導(dǎo)體棒,質(zhì)量分別為m1=2m0,m2=m0,電阻R1=4R0,R2=R0。若AC棒以初速度V0向右運(yùn)動(dòng),求AC棒運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱QAC,以及通過它們的總電量q。
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在如圖所示的水平導(dǎo)軌上(摩擦、電阻忽略不計(jì)),有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B,導(dǎo)軌左端的間距為L(zhǎng)1=4L0,右端間距為L(zhǎng)2=L0。今在導(dǎo)軌上放置AC,DE兩根導(dǎo)體棒,質(zhì)量分別為m1=2m0,m2=m0,電阻R1=4R0,R2=R0。若AC棒以初速度V0向右運(yùn)動(dòng),求AC棒運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱QAC,以及通過它們的總電量q。
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