如圖15.質量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上.一電阻不計.質量為m的導體棒PQ放置在導軌上.始終與導軌接觸良好.PQbc構成矩形.棒與導軌間動摩擦因數為m.棒左側有兩個固定于水平面的立柱.導軌bc段長為L.開始時PQ左側導軌的總電阻為R.右側導軌單位長度的電阻為R0.PQ左側勻強磁場方向豎直向上.磁感應強度大小為B.在t＝0時.一水平向左題目和參考答案——青夏教育精英家教網—

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如圖15，質量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構成矩形。棒與導軌間動摩擦因數為m，棒左側有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為L，開始時PQ左側導軌的總電阻為R，右側導軌單位長度的電阻為R₀。PQ左側勻強磁場方向豎直向上，磁感應強度大小為B。在t＝0時，一水平向左的拉力F垂直作用于導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a。

（1）求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；
（2）經過多少時間拉力F達到最大值，拉力F的最大值為多少？
（3）某一過程中力F做的功為W₁，導軌克服摩擦力做功為W₂，求回路產生的焦耳熱Q。

（1）

（2）

（3）

試題分析：（1）回路的感應電動勢為

,而

導軌做初速為零的勻加速運動,

回路中的總電阻

感應電流的表達式為

（2）導軌受安培力

由牛頓第二定律

解得

上式中當

時外力F取最大值，

（3）設此過程中導軌運動距離為s，摩擦力做功為

解得

導軌動能的增加量

產生的焦耳熱為

。

練習冊系列答案

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求

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