Question

（15分）如圖所示，相距為L的兩條足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌由兩種材料組成，PG右側(cè)部分單位長度電阻為r₀，且PQ＝QH＝GH＝L，PG左側(cè)導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒電阻均不計(jì)，整個(gè)導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒AC在恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動，在到達(dá)PG之前導(dǎo)體棒AC已經(jīng)勻速。

⑴求當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時(shí)回路中的電流；
⑵若導(dǎo)體棒運(yùn)動到PQ中點(diǎn)時(shí)速度大小為v₁，試計(jì)算此時(shí)導(dǎo)體棒加速度；
⑶若導(dǎo)體棒初始位置與PG相距為d，運(yùn)動到QH位置時(shí)速度大小為v₂，試計(jì)算整個(gè)過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

⑴I＝；⑵a＝－，方向水平向左；⑶Q＝F（L＋d）－

解析試題分析：⑴導(dǎo)體棒勻速，則：F＝
根據(jù)安培力公式＝ILB
解得：I＝
⑵設(shè)導(dǎo)體棒的加速度為a，則：－F＝ma
安培力公式＝ILB
根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I＝
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E＝BLv₁
解得：a＝－，方向水平向左
⑶對導(dǎo)體棒整個(gè)運(yùn)動過程應(yīng)用功能關(guān)系，有：F（L＋d）＝＋Q
解得：Q＝F（L＋d）－
考點(diǎn)：本題主要考查了共點(diǎn)力平衡條件、牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、功能關(guān)系的應(yīng)用問題。