Question

如圖甲所示，在水平面上固定有長為L＝2 m、寬為d＝1 m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l＝0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為m＝0.1 kg的導(dǎo)體棒以v₀＝1 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為λ＝0.1 Ω/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g＝10 m/s²)．

(1)通過計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；

(2)計(jì)算4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；

(3)計(jì)算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)導(dǎo)體棒在前做勻減速運(yùn)動(dòng)，在后以后一直保持靜止． 　　(2)，電流方向是順時(shí)針方向． 　　(3) 　　解析：(1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運(yùn)動(dòng)，有 　　　　 　　代入數(shù)據(jù)解得：，，導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場區(qū)域． 　　導(dǎo)體棒在末已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)，以后一直保持靜止，離左端位置仍為 　　(2)前磁通量不變，回路電動(dòng)勢和電流分別為， 　　后回路產(chǎn)生的電動(dòng)勢為 　　回路的總長度為，因此回路的總電阻為 　　電流為 　　根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時(shí)針方向 　　(3)前電流為零，后有恒定電流，焦耳熱為