Question

如圖所示，電阻忽略不計(jì)的、兩根兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為3Ω的定值電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時(shí)由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動(dòng)，都能勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，且當(dāng)b 剛穿出磁場(chǎng)時(shí)a正好進(jìn)入磁場(chǎng).設(shè)重力加速度為g=10m/s2，不計(jì)a、b棒之間的相互作用。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好。求：

（1）在整個(gè)過程中，a、b兩棒分別克服安培力所做的功；

（2）導(dǎo)體棒a從圖中M處到進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間；

（3）M點(diǎn)和N點(diǎn)距L1的高度。

 

Answer 1

(1)    Wa=magd=1.0J                     2分

Wb=mbgd=0.5J                     2分

（2）b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為,總電阻R1=7.5Ω

         b中的電流               ① 2分

         由以上各式得：       ②2分

         同理，a棒：           ③ 1分

        由以上各式得，              ④1分

                                     ⑤1分

                                      ⑥1分

                                  ⑦ 1分

                                        ⑧1分

        由④⑤⑥⑦⑧得

Ha=                             ⑨ 1分

 Hb=m                             ⑩  1分

解得導(dǎo)體棒a從圖中M處到進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間為

解析:略