问题详情:
如图所示,两光滑平行金属导轨置于水平面内,两导轨间距为L,左端连有阻值为R的电阻,一金属杆置于导轨上,金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的有界匀强磁场区域.已知金属杆质量为m,电阻也为R,以速度v0向右进入磁场区域,做减速运动,到达磁场区域右边界时速度恰好为零.金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好,导轨电阻忽略不计.求:
(1)金属杆运动全过程中,在电阻R上产生的热量QR.
(2)金属杆运动全过程中,通过电阻R的电荷量q.
(3)磁场左右边界间的距离d.
【回答】
(1);(2);(3)
【详解】
(1)全过程中由能量守恒可得:,由串联电路中电流相等,所以热量分配与电阻成正比,所以,在电阻R上产生的热量为;
(2)取向右为正方向,全过程对金属棒由动量定理得:
由电流的定律得:
联立解得:;
(3)由电磁感应中的电量为:
全过程磁通量变化为:
解得:.
知识点:电磁感应现象与应用
题型:解答题