問題詳情:
如圖,一關於y軸對稱的導體軌道位於水平面內,磁感應強度爲B的勻強磁場與平面垂直。一足夠長,質量爲m的直導體棒沿x軸方向置於軌道上,在外力F作用下從原點由靜止開始沿y軸正方向做加速度爲a的勻速加速直線運動,運動時棒與x軸始終平行。棒單位長度的電阻ρ,與電阻不計的軌道接觸良好,運動中產生的熱功率隨棒位置的變化規律爲P=ky(SI)。求:
(1)導體軌道的軌道方程y=f(x);
(2)棒在運動過程中受到的安培力Fm隨y的變化關係;
(3)棒從y=0運動到y=L過程中外力F的功。
【回答】
(1) (2) (3)
【解析】(1)設棒運動到某一位置時與軌道接觸點的座標爲(±),安培力的功率
以軌道方程代入得
(3)由動能定理
安培力做功
棒在處動能
外力做功
【考點定位】安培力,功率,勻變速直線運動規律,動能定理
【方法技巧】根據安培力的功率,勻變速直線運動位移速度關係,匯出軌道的軌道方程和安培力隨y的變化關係;透過動能定理計算棒運動過程中外力做的功。
知識點:電磁感應單元測試
題型:計算題