Question

【題目】如圖，POQ是折成角的固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌關(guān)于豎直軸線對(duì)稱，OP=OQ=L=m，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為B=1-8t(T)。一質(zhì)量為1kg、長(zhǎng)為L、電阻為1、粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒鎖定于OP、OQ的中點(diǎn)a、b位置．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?/span>B1=0.5T 后保持不變，同時(shí)將導(dǎo)體棒解除鎖定，導(dǎo)體棒向下運(yùn)動(dòng)，離開導(dǎo)軌時(shí)的速度為。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為。

求導(dǎo)體棒：（1）解除鎖定前回路中電流的大小及方向；

（2）滑到導(dǎo)軌末端時(shí)的加速度大小；

（3）運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

【答案】（1）A , 順時(shí)針方向 （2）7.3m/s2（3）1.02J

【解析】試題分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律列式求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，根據(jù)歐姆定律求解感應(yīng)電流大小，根據(jù)楞次定律和安培定則判斷感應(yīng)電流的方向；根據(jù)切割公式求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)歐姆定律求解感應(yīng)電流，根據(jù)安培力公式求解安培力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度；根據(jù)能量守恒定律列式求解運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

（1）解除鎖定前，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： ；

感應(yīng)電流為： ；

由楞次定律知，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；

（2）滑到導(dǎo)軌末端時(shí)的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E ，

感應(yīng)電流為： ，

安培力為： ；

根據(jù)牛頓第二定律，有： ，解得： ；

（3）由能量守恒得：

解得： ；