如圖所示，水平面上兩平行光滑金屬導軌間距為L，左端用導線連接阻值為R的電阻．在間距為d的虛線MN、PQ之間，存...

問題詳情：

如圖所示，水平面上兩平行光滑金屬導軌間距為L，左端用導線連接阻值為R的電阻．在間距為d的虛線MN、PQ之間，存在方向垂直導軌平面向下的磁場，磁感應強度大小隻隨着與MN的距離變化而變化．質量為m、電阻為r的導體棒ab垂直導軌放置，在大小為F的水平恆力作用下由靜止開始向右運動，到達虛線MN時的速度為v0．此後恰能以加速度a在磁場中做勻加速運動．導軌電阻不計，始終與導體棒電接觸良好．求：

（1）導體棒開始運動的位置到MN的距離x；

（2）磁場左邊緣MN處的磁感應強度大小B；

（3）導體棒通過磁場區域過程中，電阻R上產生的焦耳熱QR．

【回答】

（1）導體棒在磁場外，由動能定理有   （2分）

解得             （1分）

（2）導體棒剛進磁場時產生的電動勢       （1分）

由閉合電路歐姆定律有         （1分）

又             （1分）

由牛頓第二定律有         （1分）

解得         （2分）

（3）導體棒穿過磁場過程，由牛頓第二定律有    （1分）

導體棒克服安培力做功         （1分）

電路中產生的焦耳熱          （1分）

電阻R上產生的焦耳熱        （1分）

解得          （2分）

知識點：專題八 電磁感應

題型：綜合題