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关键字: | 时间:2025-11-06 01:00 | 人浏览

【答案】如图所示,电阻不计的两金属导轨相距为l,固定在水平绝缘桌面上,斜面MNPQ与水平直轨道在最低点相切,水平直导轨部分处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,末端与桌面

问题描述:

如图所示,电阻不计的两金属导轨相距为l,固定在水平绝缘桌面上,斜面MNPQ与水平直轨道在最低点相切,水平直导轨部分处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,末端与桌面边缘平齐,一质量为m、电阻为R的导体棒ab从距水平桌面的高度为h处无初速度释放,进入水平直导轨后向右运动,最后离开导轨落到水平地面上,落地点到桌面边缘的水平距离为x.已知斜面与水平面间的夹角为θ,PM处所接电阻的阻值也为R,且导体棒ab通过磁场的过程中通过它的电荷量为q,导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为μ,桌面离地面的高度为H,重力加速度为g.求:

(1)导体棒进入磁场和离开磁场时的速度大小;
(2)导体棒在磁场中运动的过程中,回路产生的焦耳热.

最佳答案:

(1)设导体棒进入磁场和离开磁场时的速度大小分别为v1和v2
由动能定理有:mgh-μmgcosθ×

h
sinθ
=
1
2
m
v21

解得:v1=
2gh(sinθ-μcosθ)
sinθ

由平抛运动规律可知:x=v2t
H=
1
2
gt2
解得:v2=x
g
2H

(2)设导体棒在磁场中运动的位移为s,则由法拉第电磁感应定律有:
E=
△?
△t
=
B△s
△t
=
Bls
△t

q=I△t
I=
E
2R

可得:s=
2qR
Bl

根据能的转化与守恒定得:
1
2
m
v21
-
1
2
m
v22
=μmgs+Q
解得:Q=mg(h-
μhcosθ
sinθ
-
x2
4H
-
2μgR
Bl
)
答:(1)导体棒进入磁场和离开磁场时的速度大小分别为:
2gh(sinθ-μcosθ)
sinθ
和x
g
2H

(2)导体棒在磁场中运动的过程中,回路产生的焦耳热为mg(h-
μhcosθ
sinθ
-
x2
4H
-
2μgR
Bl
).

答案有错

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