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如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的...

如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d.现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度
(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热.

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(1)由题意,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动,安培力与重力平衡,由E=BLv、I、F=BIL推导出安培力公式,由平衡条件即可求出棒ab在离开磁场下边界时的速度. (2)研究棒ab从静止释放到通过磁场区的过程中,棒的重力势能减小转化为棒的动能和系统的内能,根据能量守恒定律求解系统内产生的焦耳热. 【解析】 (1)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v,产生的电动势为E=BLv,电路中电流 I=,棒所受的安培力大小为F=BIL,则得    F= 对ab棒,由平衡条件得 mg-F=0 解得 v= (2)由能量守恒定律:mg(d+d)=Q+mv2 解得  答: (1)棒ab在离开磁场下边界时的速度为. (2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热为mg(d+d)-.
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考点分析:
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A.理想实验法        B.等效替代法
C.控制变量法        D.建立物理模型法
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A.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
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A.61.0mm  65.8mm  70.7mm
B.41.2mm  45.1mm  54.0mm
C.60.5mm  61.0mm  60.6mm
D.49.6mm  53.5mm  57.3mm
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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