問題詳情:
(*蘇省鎮*市2017高三三模)
CD、EF是水平放置的電阻可忽略的光滑水平金屬導軌,兩導軌距離水平地面高度爲H,導軌間距爲L,在水平導軌區域存在磁感應強度大小爲B,方向垂直導軌平面向上的矩形有界勻強磁場(磁場區域爲CPQE),如圖所示,導軌左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接,彎曲的光滑軌道的上端接有一電阻R,將一阻值也爲R的導體棒從彎曲軌道上距離水平金屬導軌高度h處由靜止釋放,導體棒最終透過磁場區域落在水平地面上距離水平導軌最右端x處.
已知導體棒與導軌始終接觸良好,重力加速度爲g,求
(1)電阻R中的最大電流的大小與方向;
(2)整個過程中,導體棒中產生的焦耳熱;
(3)若磁場區域的長度爲d,求全程流過導體棒的電量.
【回答】
(1) ,方向由a到b(2) (3)
(1)由題意可知,導體棒剛進入磁場的瞬間速度最大,產生的感應電動勢最大,感應電流最大,由機械能守恆定律有解得
由法拉第電磁感應定律得
由閉合電路歐姆定律得
聯立解得,方向由a到b
(2)由平拋運動規律解得
由能量守恆定律可知整個電路中產生的焦耳熱爲
即電阻產生的熱量爲
(3)設導體棒透過磁場區域時整個迴路的平均電流爲,用時
則透過導體截面電量其中
綜上
知識點:電磁感應單元測試
題型:計算題