Question

（15分）如图所示，相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨由两种材料组成，PG右侧部分单位长度电阻为r₀，且PQ＝QH＝GH＝L，PG左侧导轨与导体棒电阻均不计，整个导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为B，质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动，在到达PG之前导体棒AC已经匀速。

⑴求当导体棒匀速运动时回路中的电流；

⑵若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v₁，试计算此时导体棒加速度；

⑶若导体棒初始位置与PG相距为d，运动到QH位置时速度大小为v₂，试计算整个过程回路中产生的焦耳热。

Answer

⑴I＝；⑵a＝－，方向水平向左；⑶Q＝F（L＋d）－

【解析】

试题分析：⑴导体棒匀速，则：F＝

根据安培力公式＝ILB

解得：I＝

⑵设导体棒的加速度为a，则：－F＝ma

安培力公式＝ILB

根据闭合电路欧姆定律有：I＝

根据法拉第电磁感应定律有：E＝BLv1

解得：a＝－，方向水平向左

⑶对导体棒整个运动过程应用功能关系，有：F（L＋d）＝＋Q

解得：Q＝F（L＋d）－

考点：本题主要考查了共点力平衡条件、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律、功能关系的应用问题。