李海是我市某校高二的一名理科生,他對物理很有興趣,學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)后,他設(shè)想了一個(gè)測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法:如圖,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab 從距磁場上邊界高為h處沿導(dǎo)軌自由下落,并始終與軌道接觸良好,反復(fù)調(diào)節(jié)h的大小,直到棒在進(jìn)入磁場后恰好做勻速運(yùn)動(dòng).已知與導(dǎo)軌相接的電阻為R,其余電阻不計(jì),若h已知,導(dǎo)軌的寬度為L,空氣阻力不計(jì),重力加速度的大小為g,試求:

(1)棒ab進(jìn)入磁場瞬間的速度大小

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小

(3)在棒穿過勻強(qiáng)磁場過程中,通過電阻R的電量

答案:
解析:

  解:(1)(4分)設(shè)棒進(jìn)入磁場瞬間的速度為v,則由機(jī)械能守恒得

  

  解得

  (2)(7分)棒進(jìn)入磁場后做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的電動(dòng)勢

  

  而

  棒所受的安培力

  棒勻速安培力和重力平衡

  由②③④⑤⑥

  (3)(4分)通過R的電量q有:是q=It⑧

  而t=H/v⑨

  由②③④⑧⑨得

  評分標(biāo)準(zhǔn):①②③⑦⑩每式2分,其余每式1分(由一樣給分)


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