如圖*所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=0.5m的光滑金屬“U”型導軌，導軌右端接有R=1Ω的電阻，...

問題詳情：

如圖*所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=0.5m的光滑金屬“U”型導軌，導軌右端接有R=1Ω的電阻，在“U”型導軌右側l=1m範圍內存在垂直紙面向裡的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示．在t=0時刻，質量為m=0.1kg、內阻r=1Ω導體棒ab以v0=1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動，導軌的電阻忽略不計，g取10m/s2

（1）求第一秒內流過ab電流的大小及方向；

（2）求ab棒進磁場瞬間的加速度大小；

（3）導體棒最終停止在導軌上，求全過程迴路中產生的焦耳熱．

【回答】

解：（1）第一秒內磁場隨時間均勻變化，由法拉第電磁感應定律有

所以流過ab的電流  ，方向：由a流向b；                        

（2）依題意可知ab棒在1s末時刻進入磁場（速度仍為v0），此後磁感應強度保持不變

則  E2=Bdv0=0.5V                                       

F=BI2d                                                

由牛頓第二定律，有 BI2d=ma          

所以 a=1.25m/s2                                                          

（3）依據焦耳定律，                                  

功能關係，則有：                                               

全過程迴路產生的焦耳熱 Q=Q1+Q2=0.175J                                      

知識點：法拉第電磁感應定律

題型：計算題