Question

【題目】如圖所示，光滑平行的水平金屬導軌MNPQ相距l，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B。一質量為m、電阻為r的導體棒ab，垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距d0�，F(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運動，棒ab在離開磁場前已經做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好的接觸，導軌電阻不計)。求：

(1)棒ab在離開磁場右邊界時的速度大�。�

(2)若棒由靜止開始運動至離開磁場用時t0，求此過程安培力的沖量的大��；

(3)棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能。

Answer 1

【答案】(1) 　(2)Ft0－ (3)F(d0＋d)－

【解析】

(1)棒在磁場中勻速運動時，有

F＝FA＝BIl

再據

聯(lián)立解得

v＝

(2)對棒由靜止開始運動至離開磁場由動量定理有

Ft0－I＝mv－0

解得：

I＝Ft0－

(3)安培力做的功轉化成兩個電阻消耗的電能Q，根據能量守恒定律可得

F(d0＋d)＝Q＋mv2

解得

Q＝F(d0＋d)－