如图,一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内,磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长,质量为m的直导体棒沿...
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问题详情:
如图,一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内,磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长,质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上,在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀速加速直线运动,运动时棒与x轴始终平行。棒单位长度的电阻ρ,与电阻不计的轨道接触良好,运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky(SI)。求:
(1)导体轨道的轨道方程y=f(x);
(2)棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系;
(3)棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功。
【回答】
(1) (2) (3)
【解析】(1)设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为(±),安培力的功率
以轨道方程代入得
(3)由动能定理
安培力做功
棒在处动能
外力做功
【考点定位】安培力,功率,匀变速直线运动规律,动能定理
【方法技巧】根据安培力的功率,匀变速直线运动位移速度关系,导出轨道的轨道方程和安培力随y的变化关系;通过动能定理计算棒运动过程中外力做的功。
知识点:电磁感应单元测试
题型:计算题
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