如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ...
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问题详情:
如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定*簧相连后放在导轨上。初始时刻,*簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知*簧的劲度系数为k,*簧的中心轴线与导轨平行。
⑴ 求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
⑵ 当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;
⑶ 导体棒最终静止时*簧的**势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
【回答】
解:
⑴棒产生的感应电动势 2分
通过的电流大小 2分
电流方向为b→a 1分
⑵棒产生的感应电动势为
感应电流
棒受到的安培力大小,方向沿斜面向上 2分
根据牛顿第二定律 有 2分
解得 1分
⑶导体棒最终静止,有
压缩量 1分
设整个过程回路产生的焦耳热为Q0,根据能量守恒定律 有
2分
1分
电阻R上产生的焦耳热
2分
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:计算题
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