如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內...

問題詳情:

如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內存在垂直紙面向裏的勻強磁場,且磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示。在t=0時刻,質量為m=0.1kg的導體棒以v0=1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動,導體棒與導軌之間的動摩擦因數為μ=0.1,導軌與導體棒單位長度的電阻均為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內...,不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第2張)。

(1)通過計算分析4s內導體棒的運動情況;

(2)計算4s內迴路中電流的大小,並判斷電流方向;

(3)計算4s內迴路產生的焦耳熱。

如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第3張

【回答】

*:(1)導體棒在如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第4張前做勻減速運動,在如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第5張後以後一直保持靜止。

(2)如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第6張,電流方向是順時針方向。

(3)如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第7張

解析:(1)導體棒先在無磁場區域做勻減速運動,有

如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第8張    如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第9張    如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第10張

代入數據解得:如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第11張如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第12張,導體棒沒有進入磁場區域。

導體棒在如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第13張末已經停止運動,以後一直保持靜止,離左端位置仍為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第14張

(2)前如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第15張磁通量不變,迴路電動勢和電流分別為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第16張如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第17張

如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第18張迴路產生的電動勢為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第19張

迴路的總長度為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第20張,因此迴路的總電阻為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第21張

電流為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第22張

根據楞次定律,在迴路中的電流方向是順時針方向

(3)前如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第23張電流為零,後如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第24張有恆定電流,焦耳熱為如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內... 第25張

知識點:專題八 電磁感應

題型:綜合題