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如图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好...

manfen5.com 满分网如图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界).导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在弹簧S的作用下沿导轨以速度v0向左匀速运动.已知在导体棒运动的过程中,弹簧始终处于弹性限度内.磁感应强度的大小为B,方向如图.当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r,导体棒ab的质量为m.求:
(1)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;
(2)弹簧的劲度系数k;
(3)从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量.
(1)设ab棒在导轨之间的长度为l,求出有效电动势,再由欧姆定律得电流的大小; (2)弹簧的弹力等于ab棒受到的安培力; (3)裸导线最终只能静止于O点,故其动能全部转化为焦耳热, 【解析】 (1)设ab棒在导轨之间的长度为l,有效电动势:E=Blv 由欧姆定律得                    (2)设O点到ab棒距离为x,则ab棒的有效长度:   ∵ab棒做匀速运动,∴kx=BIl′ ∴                     (3)裸导线最终只能静止于O点,故其动能全部转化为焦耳热,即           则                                                答:(1)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小; (2)弹簧的劲度系数; (3)从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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