如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面向

2025-05-10 08:54:42
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回答1:

解答:解:(1)如图所示,cd棒受到重力、支持力和安培力的作用而处于平衡状态由力的平衡条件有
BIL=Mgsinθ
得I=

Mgsinθ
BL
 
上述结果说明回路中电流始终保持不变,而只有回路中电动势保持不变,才能保证电流不变,因此可以知道:在tx时刻ab刚好到达CDEF区域的边界CD.在0~tx内,由楞次定律可知,回路中电流沿abdca方向,再由左手定则可知,MNPQ区域内的磁场方向垂直于斜面向上.
(2)ab棒进入CDEF区域后,磁场不再发生变化,在ab、cd和导轨构成的回路中,ab相当于电源,cd相当于外电阻有
P=I2R=(
Mgsinθ
BL
)2R
 
(3)ab进入CDEF区域前只受重力和支持力作用做匀加速运动,进入CDEF区域后将做匀速运动.设ab刚好到达CDEF区域的边界CD处的速度大小为v,刚下滑时离CD的距离为s 
在0~tx内:由法拉第电磁感定律E1
△?
△t
(2B?B)2L×L
tx
=
2BL2
tx

在tx后:有E2=BLv 
      E1=E2 
解得v=
2L
tx
 
  s=
(0+v)tx
2

解得s=L
答:(1)通过ab棒的电流为
Mgsinθ
BL
,CDEF矩形区域内磁场的方向垂直于斜面向上;
(2)当ab棒进入CDEF区域后,cd棒消耗的电功率为(
Mgsinθ
BL
)2R

(3)ab棒刚下滑时离CD的距离为L.