Question

如圖所示，相距為L的兩條足夠長光滑平行金屬導軌固定在水平面上，導軌由兩種材料組成。PG右側部分單位長度電阻為r₀，且PQ=QH=GH=L。PG左側導軌與導體棒電阻均不計。整個導軌處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下，磁感應強度為B。質量為m的導體棒AC在恒力F作用下從靜止開始運動，在到達PG之前導體棒AC已經(jīng)勻速。

（1）求當導體棒勻速運動時回路中的電流；

（2）若導體棒運動到PQ中點時速度大小為v₁，試計算此時導體棒加速度；

（3）若導體棒初始位置與PG相距為d，運動到QH位置時速度大小為v₂，試計算整個過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

答案：（1）       （2），方向水平向左

（3）Q＝F（L＋d）－

解答：⑴導體棒勻速，則：F＝F_安                  （1分）

根據(jù)安培力公式F_安＝ILB                       （1分）

解得：                                （1分）

⑵導體棒進入PQ右側后，回路中電阻減小，電流增大，導體棒做減速運動。 （1分）

設導體棒的加速度為a，則： F_安－F ＝ma           （1分）        F_安＝ILB

根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I＝                      （1分）

根據(jù)法拉第電磁感應定律有：E＝BLv₁                                                   （1分）

解得：      （1分），方向水平向左     （1分）

⑶對導體棒整個運動過程應用功能關系，有：F（L＋d）＝＋Q      （2分）

解得：Q＝F（L＋d）－        （1分）