如圖所示,豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L,在M點和P點間接一個阻值為R的電阻,在兩導(dǎo)軌間 OO1O1′O′ 矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.一質(zhì)量為m,電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上,與磁場上邊邊界相距d0.現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放,棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平,導(dǎo)軌電阻不計).求:
棒ab在離開磁場下邊界時的速度;
棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱;
試分析討論ab棒在磁場中可能出現(xiàn)的運動情況。
【小題1】
【小題2】
【小題3】
【小題1】設(shè)ab棒離開磁場邊界前做勻速運動的速度為v,產(chǎn)生的電動勢為E = BLv
電路中電流 I = ……………對ab棒,由平衡條件得 mg-BIL = 0…
解得 v =
【小題2】由能量守恒定律:mg(d0 + d) = E電 + mv2
解得 ,
【小題3】設(shè)棒剛進入磁場時的速度為v0,由mgd0 = mv02,得v0 =
棒在磁場中勻速時速度為v = ,則
1 當(dāng)v0=v,即d0 = 時,棒進入磁場后做勻速直線運
2 當(dāng)v0 < v,即d0 <時,棒進入磁場后做先加速后勻速直線運動
3 當(dāng)v0>v,即d0>時,棒進入磁場后做先減速后勻速直線運動
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mg | q |
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