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(06江蘇物理卷)如圖所示,頂角θ=45°,的金屬導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向左滑動,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均勻為r。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點的ab,導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時,導(dǎo)體棒位于頂角O處,求:

(1)t時刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向。

(2)導(dǎo)體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達(dá)式。

(3)導(dǎo)體棒在0~t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q

(4)若在t0時刻將外力F撤去,導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時的坐標(biāo)x

(1)  (2)  (3)  (4)


解析:

本題考查了電磁感應(yīng)中功率的求解與閉合電路歐姆定律及力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用。

(1)0到t時間內(nèi),導(dǎo)體棒的位移:xtt時刻,導(dǎo)體棒的長度:lx。導(dǎo)體棒的電動勢:EBlv0,回路總電阻:R=(2xxr,電流強(qiáng)度:。電流方向:ba

 (2)FBlI

  (3)t時刻導(dǎo)體的電功率:PI2R,因為Pt ,所以Qt

(4)撤去外力后,設(shè)任意時刻t導(dǎo)體棒的坐標(biāo)為x,速度為,取很短時間或很短距離

方法一:在時間tt+ 內(nèi),由動量定理得:

如圖所示,掃過面積

方法二:設(shè)滑行距離為d,則,即,解之得:,(負(fù)值已舍去)得

失分陷阱  不能正確利用力學(xué)規(guī)律求解導(dǎo)體棒最終靜止的位置。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(06江蘇物理卷)如圖所示,頂角θ=45°,的金屬導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向左滑動,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均勻為r。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點的ab,導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時,導(dǎo)體棒位于頂角O處,求:

(1)t時刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向。

(2)導(dǎo)體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達(dá)式。

(3)導(dǎo)體棒在0~t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q

(4)若在t0時刻將外力F撤去,導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時的坐標(biāo)x

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