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如图16所示,顶角α=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v沿导轨MON向右
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更新时间:2024-04-18 12:14:00
问题描述:

如图16所示,顶角α=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时,导体棒位于顶点O处,求:

(1)t时刻流过导体棒的电流I和方向;

(2)导体棒做匀速直线运动时水平外力F的表达式;

(3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q.

沈美明回答:
  (1)0~t时间内,导体棒的位移为x=v0t.t时刻,导体棒的有效长度为L=xtan45°=x,导体的感应电动势为E=BLv0,回路总电阻为R=(2+)xr   电流为I=E/R=,方向为b→a.   (2)F=BIL=   (3)t时刻导体棒的电功率P=I2R′,由于I恒定(不随时间变化),而R′=rv0t与t成正比,所以P=I2R=I2,因此Q=Pt=   【试题分析】
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