Question

【題目】如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下的勻強磁場中，相距為L的兩根足夠長平行光滑金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)。一質(zhì)量為m、電阻為R1的導(dǎo)體棒ab垂直軌道放置且與軌道接觸良好，軌道左端M點接一單刀雙擲開關(guān)S，P點與電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源和定值R2相連接，不計軌道的電阻。

(1)求開關(guān)S合向1瞬間導(dǎo)體棒的加速度a；

(2)開關(guān)S合向1，在導(dǎo)體棒速度等于v時把S合到2，導(dǎo)體棒又向右運動距離x后停下，求S合到2的瞬間導(dǎo)體棒ab兩端的電壓U及此后通過導(dǎo)體棒的電荷量q1；

(3)若從開關(guān)S合向1到導(dǎo)體棒速度等于v的過程中，通過電源的電荷量為q2，求此過程中導(dǎo)體棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】

【解析】（1）開關(guān)S與1閉合瞬間，由閉合電路歐姆定律得：此時通過導(dǎo)體棒的電流
由安培力：F=BIL
由牛頓第二定律有 F=ma
解得 a= ；
（2）導(dǎo)體棒速度等于v時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E1=BLv
ab兩端的電壓 U=
解得：
此后過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢： ，
通過導(dǎo)體棒的電荷量