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如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间...

如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻.ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为R,杆与ab、cd保持良好接触.整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为manfen5.com 满分网的匀加速运动,上升了h高度,这一过程中bc间电阻R产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用.求:
(1)导体杆上升到h过程中通过杆的电量;
(2)导体杆上升到h时所受拉力F的大小;
(3)导体杆上升到h过程中拉力做的功.

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本题解题思路是导体杆上升到h过程中,回路面积减小,磁通量变化产生感应电动势E=,感应电流平均值I=,由q=I△t求电量;第二问的关键是分析导体杆受力,设ef上升到h时,速度为v1、拉力为F,感应电流瞬时值I1 根据牛顿第二定律,得F-mg-BI1l=ma;第三问由动能定理求【解析】 而WG=-mgh,关键是明确安培力做负功,由功能关系克服安培力做功为回路产生的电热2Q,W安=-2Q. 【解析】 (1)电量 根据闭合电路的欧姆定律 根据电磁感应定律,得, 导体杆上升到h过程中通过杆的电量: (2)设ef上升到h时,速度为v1、拉力为F,根据运动学公式,得 根据牛顿第二定律,得F-mg-BI1l=ma 根据闭合电路的欧姆定律,得 综上三式,得 拉力大小 (3)由动能定理,得, 导体杆上升到h过程中拉力做的功
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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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