Question

【題目】如圖所示，水平光滑導(dǎo)軌固定于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌寬度為L，導(dǎo)軌左端接電阻R1和R2，且R1=R，R2=2R．質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌靜置．現(xiàn)用水平向右大小為F的力拉導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒位移為x時速度達(dá)到最大值v，導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均不計．求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

（2）該過程通過電阻R1的電荷量q；

（3）該過程電阻R2產(chǎn)生的焦耳熱Q．

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時速度最大，應(yīng)用安培力公式與平衡條件可以求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。

（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出平均感應(yīng)電流，由電流定義式求出電荷量。

（3）應(yīng)用能量守恒定律與并聯(lián)電路規(guī)律可以求出電阻產(chǎn)生的熱量。

（1）導(dǎo)體棒速度最大時

通過導(dǎo)體棒的電流

解得磁感應(yīng)強(qiáng)度

（1）在導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度v的過程中，回路平均感應(yīng)電動勢

平均電流

通過導(dǎo)體棒的電量

通過R1的電荷量

（3）根據(jù)功能關(guān)系，電路中產(chǎn)生的總熱量

R2產(chǎn)生的熱量