如圖16-4-18所示，兩水平放置的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，電阻不計(jì)，軌道間存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，靜止在導(dǎo)軌上的兩金屬桿ab、cd的質(zhì)量分別為m 1、m 2，電阻分別為R1、R2.現(xiàn)使ab桿以初速度v0沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，求cd桿上能產(chǎn)生多少焦耳熱?

圖16-4-18

解析：將ab和cd作為系統(tǒng)，它們所受的安培力為內(nèi)力，系統(tǒng)所受的合外力為零，總動(dòng)量守恒.在剛開始的一段時(shí)間內(nèi)，回路中存在俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，ab在安培力作用下向右做加速度值逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，cd在安培力作用下向右做加速度值逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們的速度相等時(shí)，回路中的磁通量不再變化，不存在感應(yīng)電流，它們以共同速度向右滑動(dòng).設(shè)共同速度為v共，由動(dòng)量守恒定律得：?

m1v0=（m1+m2）v共,解得

由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱：

因?yàn)?I >ab桿和cd是串聯(lián)接在回路中的，所以cd桿上產(chǎn)生的焦耳熱為,

即.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

為了測(cè)量列車的速度和加速度大小，可采用如圖16-2-17做的裝置，它是由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成(記錄測(cè)量?jī)x未畫出).當(dāng)列車經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái)，就能求出列車在各位置的速度和加速度.

圖16-2-17

假設(shè)磁體端部磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.04 T，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面相垂直，磁體的寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù)n=5,長(zhǎng)L=0.2 m，電阻R=0.4 Ω(包括引出線的電阻)，測(cè)試記錄下來(lái)的電流—位移圖，如圖16-2-18 所示.

圖16-2-18

(1)試計(jì)算在離原點(diǎn)30 m、130 m處列車的速度v1和v2的大小.

(2)假設(shè)列車做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求列車加速度的大小.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖16-4-17所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于xy平面(紙面)向里.具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合.令線框從t=0的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?隨時(shí)間t的變化圖線I-t圖可能是圖16-4-18中的(    )

圖16-4-17

圖16-4-18

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖16-4-17所示，水平放置的光滑導(dǎo)電軌道，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5 T、方向向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道上放一根金屬桿，長(zhǎng)度恰好等于軌道之間的距離L=0.2m，質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.02 Ω?跨接在軌道間的電阻R=1.18 Ω，軌道電阻忽略不計(jì)，取g=10 m/S2.

圖16-4-17

（1）要使金屬桿獲得60 m/S的穩(wěn)定速度，應(yīng)對(duì)它施加多大的水平力F？

（2）在金屬桿獲得60m/S的穩(wěn)定速度后，若撤去水平力F，那么此刻以后電阻R上還能放出多少熱量？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖16-4-17所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于xy平面(紙面)向里.具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合.令線框從t=0的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?隨時(shí)間t的變化圖線I-t圖可能是圖16-4-18中的(    )

圖16-4-17

圖16-4-18

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