Question

如圖所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi),相距L=0.4 m,導(dǎo)軌的左端用R=0.3 Ω的電阻相連,在導(dǎo)軌上跨接一電阻r=0.1 Ω、質(zhì)量m=0.1 kg的金屬桿ab,整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T.不計(jì)導(dǎo)軌電阻,現(xiàn)對(duì)桿施加與導(dǎo)軌平行的2 N的水平向右的拉力F,使它由靜止開始運(yùn)動(dòng),求:

(1)桿能達(dá)到的最大速度是多少?此時(shí)拉力的瞬時(shí)功率是多少?

(2)若桿達(dá)到最大速度時(shí)撤去拉力,則此后R上產(chǎn)生的熱量是多少?

Answer 1

(1)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLv

I=①

F_安=BIL②

當(dāng)F_安=F時(shí),桿達(dá)最大速度v_m

F=

v_m=5 m/s③

此時(shí)拉力的功率

P=Fv_m=10 W.④

(2)Q_R+Q_r=mv_m²⑤

⑥

Q_R=0.937 5 J.⑦

力、電、磁綜合問題,熟悉基本模型.