问题标题:
同一水平面上的两根正对平行金属直轨道MN,M′N′,如图所示放置,两轨道之间的距离l=0.5m,两轨道之间距离l=0.5m.轨道的MN′端之间接一阻值R=0.4Ω的定值电阻,轨道的电阻可忽略不计,MN
问题描述:
同一水平面上的两根正对平行金属直轨道MN,M′N′,如图所示放置,两轨道之间的距离l=0.5m,两轨道之间距离l=0.5m.轨道的MN′端之间接一阻值R=0.4Ω的定值电阻,轨道的电阻可忽略不计,MN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP,N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.5m,水平直轨道MR,M′R′段粗糙,RN,R′N′段光滑,且RNN′R′区域恰好处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度R=0.64T,磁场区域的宽度d=1m,且其右边界与NN′重合,现有一质量m=0.2kg,电阻r=0.1Ω的导体杆ab静止在距磁场左边界S=0.2kg,电阻r=0.1Ω的导体杆ab静止在距磁场左边界S=2m处,在与杆垂直的水平恒力F=2N作用下开始运动,导体杆ab与粗糙导轨间的动摩擦因数μ=0.1,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆在运动过程中与轨道始终垂直且接触良好,取g=10m/s2.
(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小法方向.
(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量
(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热.
蒋志强回答:
(1)设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1,由动能定理得:(F-μmg)s=12mv12-0,代入数据解得:v1=6m/s,导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势为:E=Blv1=1.92V,此时通过导体杆上的电流为:I=ER+r=...
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