Question

【題目】如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長(zhǎng)，兩軌道間的寬度L，平行軌道左端接一阻值R的電阻。軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置。導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，在垂直導(dǎo)體棒且水平向右的恒定外力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直。不計(jì)軌道和導(dǎo)體棒的電阻，不計(jì)空氣阻力，導(dǎo)體棒恰勻速時(shí)，通過(guò)電阻R的電量為q，求：

(1)導(dǎo)體棒的最大加速度大小；

(2)導(dǎo)體棒的最大速度大��；

(3)從開始到導(dǎo)體棒恰勻速時(shí)，電流通過(guò)R產(chǎn)生的焦耳熱Q。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1) 導(dǎo)體棒ab做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)加速度最大，所以導(dǎo)體棒的最大加速度大小

= ①

(2)勻速時(shí)導(dǎo)體棒速度最大，安培力與恒定外力F二力平衡

BIL=F ②

導(dǎo)體棒ab切割磁感線道理的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLvm ③

閉合電電路歐姆定律得

④

由②③④式解得

⑤

(3)由開始到導(dǎo)體棒恰勻速過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電量

⑥

由能量守恒定律得

⑦

由⑤⑥⑦式解得電流通過(guò)R產(chǎn)生的焦耳熱