Question

（15分）如圖所示，位于水平面內(nèi)間距為L的光滑平行導軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導軌所在平面，導軌左端用導線相連，一質(zhì)量為m、長為L的直導體棒兩端放在導軌上，并與之密接。已知導軌單位長度的電阻為r，導線和導體棒的電阻均忽略不計。從 t=0時刻起，導體棒在平行于導軌的拉力作用下，從導軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運動，求

（1）t時刻導體棒中的電流I和此時回路的電功率P；

（2）t時間內(nèi)拉力做的功．

 

Answer 1

【答案】

（1）    （2）W_F =+ma²t²

【解析】

試題分析：（1）導體棒由靜止開始做勻加速運動

在t時刻的速度v=at         1分

位移x=at²           1分

導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv         1分

由閉合電路歐姆定律知，導體棒中的電流I為

I=   其中R=2xr         1分

聯(lián)立上式有I=         2分

此時回路的電功率P=I²R      2分

得P=         1分

（2）對導體棒，在t時間內(nèi)運用動能定理

W_F- W_安=mv²           2分

其中安培力做的功W_安= Pt=         2分

故t時間內(nèi)拉力做的功W_F =+ma²t²         2分

考點：本題考查運動學關(guān)系，歐姆定律，動能定理。