Question

如圖所示，兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上，相距為L(zhǎng)，處于豎直方向的磁場(chǎng)中，整個(gè)磁場(chǎng)由若干個(gè)寬度皆為d的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1、2、3、4……組成，磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁、B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B。導(dǎo)軌左端MP間接一電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的細(xì)導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。現(xiàn)對(duì)棒ab施加水平向右的拉力，使其從區(qū)域1磁場(chǎng)左邊界位置開始以速度v₀向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)并穿越n個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。

（1）求棒ab穿越區(qū)域1磁場(chǎng)的過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（2）求棒ab穿越n個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中拉力對(duì)棒ab所做的功W；

（3）規(guī)定棒中從a到b的電流方向?yàn)檎�，畫出上述過(guò)程中通過(guò)棒ab的電流I隨時(shí)間t變化的圖象；

 

Answer 1

（1）（2）（3）

解析:（1）棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)                     （2分）

通過(guò)棒的感應(yīng)電流                            （1分）

電阻R產(chǎn)生的焦耳熱    （2分）

（2）拉力對(duì)棒ab所做的功    （5分）

（3）如圖所示                                            （5分）

注：（2）問(wèn)中功W也可用功的定義式求解；