電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題雙桿

1、電磁感應(yīng)力學(xué)綜合問(wèn)題電磁感應(yīng)力學(xué)綜合問(wèn)題 雙桿問(wèn)題雙桿問(wèn)題4 4如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ間距為間距為L(zhǎng) L0 05 m5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成3030角角完全相同的兩金屬棒完全相同的兩金屬棒abab、cdcd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m m0 002 kg02 kg，電阻均為，電阻均為R R0 01 1 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

2、，磁感，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B B0 01 T1 T，棒，棒abab在平行于導(dǎo)軌向上的力在平行于導(dǎo)軌向上的力F F作用下，沿導(dǎo)軌向作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cdcd恰好能夠保持靜止取恰好能夠保持靜止取g g10 m/s10 m/s2 2，問(wèn)：，問(wèn)：(1)(1)通過(guò)棒通過(guò)棒cdcd的電流的電流I I是多少，方向如何是多少，方向如何？4 4如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ間距為間距為L(zhǎng) L0 05 m5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其

3、構(gòu)成的平面均與水平面成3030角角完全相同的兩金屬棒完全相同的兩金屬棒abab、cdcd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m m0 002 kg02 kg，電阻均為，電阻均為R R0 01 1 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B B0 01 T1 T，棒，棒abab在平行于導(dǎo)軌向上的力在平行于導(dǎo)軌向上的力F F作用下，沿導(dǎo)軌向作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cdcd恰好能夠保持靜止取恰好能夠保持靜止取g

4、 g10 m/s10 m/s2 2，問(wèn)：，問(wèn)：( (2) 2)棒棒abab受到的力受到的力F F多大多大？4 4如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ間距為間距為L(zhǎng) L0 05 m5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成3030角角完全相同的兩金屬棒完全相同的兩金屬棒abab、cdcd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m m0 002 kg02 kg，電阻均為，電阻均為R R0 01

5、1 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B B0 01 T1 T，棒，棒abab在平行于導(dǎo)軌向上的力在平行于導(dǎo)軌向上的力F F作用下，沿導(dǎo)軌向作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cdcd恰好能夠保持靜止取恰好能夠保持靜止取g g10 m/s10 m/s2 2，問(wèn)：，問(wèn)：( (3) 3)棒棒cdcd每產(chǎn)生每產(chǎn)生Q Q1 J1 J的熱量，力的熱量，力F F做的功做的功WW是多少？是多少？5 5如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角=30=300 0的斜的斜面上，

6、導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.4mL=0.4m。導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域。導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域I I和和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MNMN，I I中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，面向下，中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁場(chǎng)感應(yīng)度中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁場(chǎng)感應(yīng)度大小均為大小均為B=0.5TB=0.5T，在區(qū)域，在區(qū)域I I中，將質(zhì)量中，將質(zhì)量m m1 1=0.1kg=0.1kg，電阻，電阻R R1 1=0.1=0.1的金的金屬條屬條abab放在導(dǎo)軌上，放在導(dǎo)軌上，abab剛好不下滑。然后，在區(qū)域剛好不下滑

7、。然后，在區(qū)域中將質(zhì)量中將質(zhì)量m m2 2=0.4kg=0.4kg，電阻，電阻R R2 2=0.1=0.1的光滑導(dǎo)體棒的光滑導(dǎo)體棒cdcd置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始下滑，下滑，cdcd在滑動(dòng)過(guò)程中始終處于區(qū)域在滑動(dòng)過(guò)程中始終處于區(qū)域的磁場(chǎng)中，的磁場(chǎng)中，abab、cdcd始終與軌始終與軌道垂直且兩端與軌道保持良好接觸，取道垂直且兩端與軌道保持良好接觸，取g=10m/sg=10m/s2 2, ,問(wèn)問(wèn)（2 2）abab將要向上滑動(dòng)時(shí)，將要向上滑動(dòng)時(shí)，cdcd的速度的速度v v多大；多大；過(guò)程過(guò)程1 1：將將質(zhì)量質(zhì)量m m1 1=0.1kg=0.1kg，電阻，電阻R R1 1=0.1

8、=0.1的金屬條的金屬條abab放在導(dǎo)軌上，放在導(dǎo)軌上，abab剛好不下滑剛好不下滑過(guò)程過(guò)程2 2：然后，在區(qū)域：然后，在區(qū)域中將質(zhì)量中將質(zhì)量m m2 2=0.4kg=0.4kg，電阻電阻R R2 2=0.1=0.1的光滑導(dǎo)體棒的光滑導(dǎo)體棒cdcd置于導(dǎo)軌上，置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始下滑由靜止開(kāi)始下滑（2 2）abab將要向上滑動(dòng)時(shí)，將要向上滑動(dòng)時(shí)，cdcd的速度的速度v v多大；多大；（3 3）從）從cdcd開(kāi)始下滑到開(kāi)始下滑到abab剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中，剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中，cdcd滑動(dòng)的距離滑動(dòng)的距離x=3.8mx=3.8m，此過(guò)程中，此過(guò)程中abab上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量Q Q是多少

9、。是多少。小結(jié)：雙桿問(wèn)題特點(diǎn)小結(jié)：雙桿問(wèn)題特點(diǎn)7 7如圖所示，間距為如圖所示，間距為l的平行金屬導(dǎo)軌的平行金屬導(dǎo)軌LMN和和OPQOPQ分別固定在兩個(gè)豎分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)，電阻為直面內(nèi)，電阻為R R、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m、長(zhǎng)為、長(zhǎng)為l l 的相同導(dǎo)體桿的相同導(dǎo)體桿abab和和cd分別放置分別放置在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直. 在水平光滑導(dǎo)軌間有與水平面成在水平光滑導(dǎo)軌間有與水平面成、并垂、并垂直于直于ab的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；傾斜導(dǎo)軌間有沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；傾斜導(dǎo)軌間有沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為強(qiáng)度均為B。傾斜導(dǎo)軌與水平面夾角也為。傾斜導(dǎo)軌與水平面夾角也

10、為，桿，桿cd與傾斜導(dǎo)軌間動(dòng)摩與傾斜導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因素為擦因素為. ab桿在水平恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿在水平恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd剛要滑動(dòng)剛要滑動(dòng)時(shí)時(shí)ab恰達(dá)到最大速度恰達(dá)到最大速度 .（1）此時(shí)桿）此時(shí)桿cd中的電流大??；中的電流大??；（2）桿）桿ab的最大速度；的最大速度；（3）若此過(guò)程中流過(guò)桿）若此過(guò)程中流過(guò)桿ab的電量為的電量為，則，則cd產(chǎn)生的焦耳熱產(chǎn)生的焦耳熱Q為多大？為多大？過(guò)程過(guò)程1 1：abab桿在水平恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)桿在水平恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)情景情景2 2：當(dāng)當(dāng)cdcd剛要滑動(dòng)時(shí)剛要滑動(dòng)時(shí)abab恰達(dá)到最大速度恰達(dá)到最大速度（1）此時(shí)桿）此時(shí)桿cd中的電流大小；中的電流大??；過(guò)程過(guò)程1 1：abab桿在水平恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)桿在水平恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)情景情景2 2：當(dāng)當(dāng)cdcd剛要滑動(dòng)時(shí)剛