兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l.導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路上其余部分的電阻可不計(jì).在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行.開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0（見圖）.若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：

（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱量最多是多少？

（2）當(dāng)棒ab的速度變?yōu)槌跛俣鹊?SUB>時(shí)，棒cd的加速度是多大？

解析：(1)ab棒獲得初速度v0后切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab棒

在安培力作用下減速，cd棒在安培力作用下加速，至兩棒等速時(shí)，回路磁通量不再變化，回路中不再有感應(yīng)電流.由于ab、cd棒組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒.設(shè)其共同速度為v,則mv0=2mv,所以v=v0.由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得

Q=mv02-·2mv2=mv02.

(2)vab=v0時(shí)，由mv0=m·v0+mvcd得vcd=  v0.所以Eab=Bl·v0=Blv0，Ecd=Blv0，I=.Fcd=BIl=,acd=.

答案：(1)mv02  (2)


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（2008?濱州一模）水平面上兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R的電阻連接，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（見圖甲），導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下，用與平軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，金屬桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，電壓表的讀數(shù)發(fā)生變化，但最終將會(huì)保持某一數(shù)值U恒定不變；當(dāng)作用在金屬桿上的拉力變?yōu)榱硪粋�(gè)恒定值時(shí)，電壓表的讀數(shù)最終相應(yīng)地會(huì)保持另一個(gè)恒定值不變，U與F的關(guān)系如圖乙．若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，金屬桿的電阻r=0.5Ω．（重力加速度g=10m/s2）求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）當(dāng)F=2.5N時(shí)，金屬桿最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）在上述（2）情況中，當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤去拉力F，此后電阻R上總共產(chǎn)生的熱量．

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（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）當(dāng)F=2.5N時(shí)，金屬桿最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）在上述（2）情況中，當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤去拉力F，此后電阻R上總共產(chǎn)生的熱量。

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水平面上兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R的電阻連接，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（見圖甲），導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下，用與平軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，金屬桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，電壓表的讀數(shù)發(fā)生變化，但最終將會(huì)保持某一數(shù)值U恒定不變；當(dāng)作用在金屬桿上的拉力變?yōu)榱硪粋�(gè)恒定值時(shí)，電壓表的讀數(shù)最終相應(yīng)地會(huì)保持另一個(gè)恒定值不變，U與F的關(guān)系如圖乙。若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，金屬桿的電阻r=0.5Ω。（重力加速度g=10m/s2）求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（2）當(dāng)F=2.5N時(shí)，金屬桿最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度；

（3）在上述（2）情況中，當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤去拉力F，此后電阻R上總共產(chǎn)生的熱量。

 

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