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电磁感应中导轨+杆模型.doc

上传人:久阅文学 2022/4/30 文件大小:4.29 MB

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电磁感应中导轨+杆模型.doc

文档介绍

文档介绍:电磁感应中导轨+杆模型
刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
⑴求初始时刻通过电阻
电磁感应中导轨+杆模型
刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
⑵当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;
⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
【答案】⑴棒产生的感应电动势
通过的电流大小 电流方向为b→a
⑵棒产生的感应电动势为 感应电流
棒受到的安培力大小,方向沿斜面向上
根据牛顿第二定律 有 
解得               
⑶导体棒最终静止,有   压缩量 设整个过程回路产生的焦耳热为Q0,根据能量守恒定律 有
 
电阻R上产生的焦耳热
例:2:如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上(两导轨与水平面的夹角也为θ),导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计。求:
⑴a棒的质量ma;
⑵a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。
解 ⑴