如圖所示,CEG、DFH是兩條足夠長的、水平放置的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L,在CDFE區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌的右端接有一阻值為R的電阻,左端與光滑彎曲軌道MC、ND平滑連接?,F(xiàn)將一阻值為R,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放,導(dǎo)體棒最終恰停在磁場的右邊界EF處。金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),EF左側(cè)導(dǎo)軌光滑,右側(cè)導(dǎo)軌粗糙,與導(dǎo)體棒間動摩擦因數(shù)為μ.建立原點(diǎn)位于磁場左邊界CD、方向沿導(dǎo)軌向右的坐標(biāo)軸x,已知導(dǎo)體棒在有界磁場中運(yùn)動的速度隨位移均勻變化,即滿足關(guān)系式:v=v0-B2L22mRx,v0為導(dǎo)體棒進(jìn)入有界磁場的初速度。求:
(1)有界磁場區(qū)域的寬度d;
(2)導(dǎo)體棒運(yùn)動到x=d2,x=d2處的加速度a;
(3)若導(dǎo)體棒從彎曲軌道上4h高處由靜止釋放,則導(dǎo)體棒最終的位置坐標(biāo)x和這一過程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q。
v
=
v
0
-
B
2
L
2
2
m
R
x
d
2
x
=
d
2
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;安培力的概念;用焦耳定律計(jì)算電熱;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;機(jī)械能守恒定律的簡單應(yīng)用.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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