如圖所示,兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上,相距為L,處于豎直向下的磁場中,整個磁場由n個寬度皆為x
的條形勻強磁場區(qū)域1、2…n組成,從左向右依次排列,磁感應(yīng)強度的大小分別為B、2B、3B…nB,兩導(dǎo)軌左端MP間接入電阻R,一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放在水平導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌電接觸良好,不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻.
(1)對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的力,使其從圖示位置開始運動并穿過n個磁場區(qū),求導(dǎo)體棒穿越磁場區(qū)1的過程中通過電阻R的電量q;
(2)對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒力F
,讓它從磁場區(qū)1左側(cè)邊界處開始運動,當(dāng)向右運動距離
時做勻速運動,求棒通過磁場區(qū)1所用的時間t;
(3)對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的拉力,讓它從距離磁場區(qū)1左側(cè)x=x
的位置由靜止開始做勻加速運動,當(dāng)棒ab進入磁場區(qū)1時開始做勻速運動,此后在不同的磁場區(qū)施加不同的拉力,使棒ab保持做勻速運動穿過整個磁場區(qū),求棒ab通過第i磁場區(qū)時的水平拉力F
i和棒ab在穿過整個磁場區(qū)過程中回路產(chǎn)生的電熱Q.