电磁感应综合问题双杆

1、电磁感应力学综合问题电磁感应力学综合问题 双杆问题双杆问题4 4如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MNMN、PQPQ间距为间距为L L0 05 m5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成3030角角完全相同的两金属棒完全相同的两金属棒abab、cdcd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m m0 002 kg02 kg，电阻均为，电阻均为R R0 01 1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中

2、，磁感，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度应强度B B0 01 T1 T，棒，棒abab在平行于导轨向上的力在平行于导轨向上的力F F作用下，沿导轨向作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒上匀速运动，而棒cdcd恰好能够保持静止取恰好能够保持静止取g g10 m/s10 m/s2 2，问：，问：(1)(1)通过棒通过棒cdcd的电流的电流I I是多少，方向如何是多少，方向如何？4 4如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MNMN、PQPQ间距为间距为L L0 05 m5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成，其电阻不计，两导轨及其

3、构成的平面均与水平面成3030角角完全相同的两金属棒完全相同的两金属棒abab、cdcd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m m0 002 kg02 kg，电阻均为，电阻均为R R0 01 1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度应强度B B0 01 T1 T，棒，棒abab在平行于导轨向上的力在平行于导轨向上的力F F作用下，沿导轨向作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒上匀速运动，而棒cdcd恰好能够保持静止取恰好能够保持静止取g

4、 g10 m/s10 m/s2 2，问：，问：( (2) 2)棒棒abab受到的力受到的力F F多大多大？4 4如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MNMN、PQPQ间距为间距为L L0 05 m5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成3030角角完全相同的两金属棒完全相同的两金属棒abab、cdcd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m m0 002 kg02 kg，电阻均为，电阻均为R R0 01

5、1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度应强度B B0 01 T1 T，棒，棒abab在平行于导轨向上的力在平行于导轨向上的力F F作用下，沿导轨向作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒上匀速运动，而棒cdcd恰好能够保持静止取恰好能够保持静止取g g10 m/s10 m/s2 2，问：，问：( (3) 3)棒棒cdcd每产生每产生Q Q1 J1 J的热量，力的热量，力F F做的功做的功WW是多少？是多少？5 5如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角=30=300 0的斜的斜面上，

6、导轨电阻不计，间距面上，导轨电阻不计，间距L=0.4mL=0.4m。导轨所在空间被分成区域。导轨所在空间被分成区域I I和和，两区域的边界与斜面的交线为，两区域的边界与斜面的交线为MNMN，I I中的匀强磁场方向垂直斜中的匀强磁场方向垂直斜面向下，面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁场感应度中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁场感应度大小均为大小均为B=0.5TB=0.5T，在区域，在区域I I中，将质量中，将质量m m1 1=0.1kg=0.1kg，电阻，电阻R R1 1=0.1=0.1的金的金属条属条abab放在导轨上，放在导轨上，abab刚好不下滑。然后，在区域刚好不下滑

7、。然后，在区域中将质量中将质量m m2 2=0.4kg=0.4kg，电阻，电阻R R2 2=0.1=0.1的光滑导体棒的光滑导体棒cdcd置于导轨上，由静止开始置于导轨上，由静止开始下滑，下滑，cdcd在滑动过程中始终处于区域在滑动过程中始终处于区域的磁场中，的磁场中，abab、cdcd始终与轨始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触，取道垂直且两端与轨道保持良好接触，取g=10m/sg=10m/s2 2, ,问问（2 2）abab将要向上滑动时，将要向上滑动时，cdcd的速度的速度v v多大；多大；过程过程1 1：将将质量质量m m1 1=0.1kg=0.1kg，电阻，电阻R R1 1=0.1

8、=0.1的金属条的金属条abab放在导轨上，放在导轨上，abab刚好不下滑刚好不下滑过程过程2 2：然后，在区域：然后，在区域中将质量中将质量m m2 2=0.4kg=0.4kg，电阻电阻R R2 2=0.1=0.1的光滑导体棒的光滑导体棒cdcd置于导轨上，置于导轨上，由静止开始下滑由静止开始下滑（2 2）abab将要向上滑动时，将要向上滑动时，cdcd的速度的速度v v多大；多大；（3 3）从）从cdcd开始下滑到开始下滑到abab刚要向上滑动的过程中，刚要向上滑动的过程中，cdcd滑动的距离滑动的距离x=3.8mx=3.8m，此过程中，此过程中abab上产生的热量上产生的热量Q Q是多少

9、。是多少。小结：双杆问题特点小结：双杆问题特点7 7如图所示，间距为如图所示，间距为l的平行金属导轨的平行金属导轨LMN和和OPQOPQ分别固定在两个竖分别固定在两个竖直面内，电阻为直面内，电阻为R R、质量为、质量为m m、长为、长为l l 的相同导体杆的相同导体杆abab和和cd分别放置分别放置在导轨上，并与导轨垂直在导轨上，并与导轨垂直. 在水平光滑导轨间有与水平面成在水平光滑导轨间有与水平面成、并垂、并垂直于直于ab的匀强磁场；倾斜导轨间有沿斜面向下的匀强磁场，磁感应的匀强磁场；倾斜导轨间有沿斜面向下的匀强磁场，磁感应强度均为强度均为B。倾斜导轨与水平面夹角也为。倾斜导轨与水平面夹角也

10、为，杆，杆cd与倾斜导轨间动摩与倾斜导轨间动摩擦因素为擦因素为. ab杆在水平恒力作用下由静止开始运动，当杆在水平恒力作用下由静止开始运动，当cd刚要滑动刚要滑动时时ab恰达到最大速度恰达到最大速度 .（1）此时杆）此时杆cd中的电流大小；中的电流大小；（2）杆）杆ab的最大速度；的最大速度；（3）若此过程中流过杆）若此过程中流过杆ab的电量为的电量为，则，则cd产生的焦耳热产生的焦耳热Q为多大？为多大？过程过程1 1：abab杆在水平恒力作用下由静止开始运动杆在水平恒力作用下由静止开始运动情景情景2 2：当当cdcd刚要滑动时刚要滑动时abab恰达到最大速度恰达到最大速度（1）此时杆）此时杆cd中的电流大小；中的电流大小；过程过程1 1：abab杆在水平恒力作用下由静止开始运动杆在水平恒力作用下由静止开始运动情景情景2 2：当当cdcd刚要滑动时刚