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如图所示,两根电阻不计,间距为l的平行金属导轨,一端接有阻值为R的电阻,导轨上垂...

如图所示,两根电阻不计,间距为l的平行金属导轨,一端接有阻值为R的电阻,导轨上垂直搁置一根质量为m.电阻为r的金属棒,整个装置处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中.现给金属棒施一冲量,使它以初速V向左滑行.设棒与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒从开始运动到停止的整个过程中,通过电阻R的电量为q.求:(导轨足够长)
(1)金属棒沿导轨滑行的距离;
(2)在运动的整个过程中消耗的电能.

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(1)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、q=I△t,推导出电量为q的表达式q=,而△Φ=BLl,即可求出金属棒沿导轨滑行的距离L. (2)在运动的整个过程中金属棒的动能减小,转化为摩擦生热和焦耳热,根据功能关系求解消耗的电能. 【解析】 (1)设滑行的距离为L. 由法拉第电磁感应定律有    ① 而由电流定义有  ② 由闭合电路的欧姆定律得  ③ 由①②③解得  得 (2)由功能原理得,④ 而⑤ ∴ 答: (1)金属棒沿导轨滑行的距离是; (2)在运动的整个过程中消耗的电能是-.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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