如圖所示,頂角θ=45°,的金屬導軌MON固定在水平面內,導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中.一根與...
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問題詳情:
如圖所示,頂角θ=45°,的金屬導軌 MON固定在水平面內,導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中.一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恆定速度v0沿導軌MON向右滑動,導體棒的質量為m,導軌與導體棒單位長度的電阻均勻為r.導體棒與導軌接觸點的a和b,導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸.t=0時,導體棒位於頂角O處,求:
(1)t時刻流過導體棒的電流強度I和電流方向.
(2)導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式.
(3)導體棒在0~t時間內產生的焦耳熱Q.
(4)若在t0時刻將外力F撤去,導體棒最終在導軌上靜止時的座標x.
【回答】
(1) ,電流方向b→a (2) (3) (4)
【解析】
(1)0到t時間內,導體棒的位移
x=t
t時刻,導體棒的長度
l=x
導體棒的電動勢
E=Blv0
迴路總電阻
電流強度為
,方向由b→a;
(2)安培力為
解得: ;
(3) t時刻導體的電功率
解得:
∵P∝t ∴;
(4) 撤去外力後,設任意時刻t導體的座標為x,速度為v,取很短時間Δt 或很短距離Δx 在t~t+時間內,由動量定理得
BIlΔt=mΔv
掃過的面積
解得:
設滑行距離為d,則
即d2+2v0t0d-2ΔS=0
解得:
.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:解答題
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