Question

如圖14所示，光滑的U形金屬導(dǎo)軌MNN′M′水平的固定在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌的寬度為L，其長度足夠長，M′、M之間接有一個阻值為R的電阻，其余部分電阻不計．一質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒ab恰能放在導(dǎo)軌之上，并與導(dǎo)軌接觸良好．給棒施加一個水平向右的瞬間作用力，棒就沿軌道以初速度v₀開始向右滑行．求：

(1)開始運動時，棒中的瞬時電流i和棒兩端的瞬時電壓u分別為多大？

(2)當(dāng)棒的速度由v₀減小到v₀/10的過程中，棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少？

 

Answer 1

【答案】

(1) 　 BLv₀　(2) mv₀²

【解析】(1)開始運動時，棒中的感應(yīng)電動勢：

E＝BLv₀

棒中的瞬時電流：i＝＝

棒兩端的瞬時電壓：u＝E＝BLv₀.

(2)由能量守恒定律知，閉合電路在此過程中產(chǎn)生的焦耳熱：Q_總＝mv₀²－m(v₀)²＝mv₀²

棒中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝Q_總＝mv₀².