如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直向下的磁场中,整个磁场由n个宽

2025-05-12 06:37:24
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回答1:

(1)电路中产生的感应电动势为:E=

△Φ
△t

通过电阻R的电量为:q=I△t=
E△t
R

导体棒通过I区过程:△Φ=BLx0
解得:q=
BLx0
R

故导体棒穿越磁场区1的过程中通过电阻R的电量:q=
BLx0
R

(2)设导体棒运动时速度为v0,则产生的感应电流为:
I0
E
R
BLv0
R

导体棒受到的安培力与水平向右的恒力F0平衡,则
BI0L=F0
解得:v0
F0R
B2L2

设棒通过磁场去I在△t时间内速度的变化为△v,对应的位移为△x,则
F0?BIL=m
△v
△t

△v=
F0
m
△t?
B2L2
mR
v△=
F0
m
△t?
B2L2
mR
△x

∑△v=
F0
m
∑△t?
B2L2 
mR
∑△x

解得:t=
B2L2x0
F0R
+
mR
B2L2

故棒通过磁场区1所用的时间t=
B2L2x0
F0R
+
mR
B2L2

(3)设进入I区时拉力为F1,速度v,则有:
F1x0
1
2
mv2
 
 F1?
B2L2v
R
 =0

解得:F1
2B4L4x0
mR2
v=
2B2L2x0
mR

进入i区的拉力:Fi
2i2B4L4x0 
mR2

导体棒以后通过每区域都以速度v做匀速运动,由功能关系有:
Q=F1x0+F2x0+…+Fnx0
解得:Q=
2
x
B4L4
mR2
(12+22+…n2)

故棒ab通过第i磁场区时的水平拉力的拉力:Fi
2i2B4L4x0 
mR2
,棒ab在穿过整个磁场区过程中回路产生的电热Q=
2
x
B4L4
mR2
(12+22+…n2)