综合题15.0分
物理

15.计算题:本题共3小题,共计47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.

(15分)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,学@科网金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:

(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小l

(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a

(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.

正确答案及相关解析

正确答案

(1)   (2)  (3)

解析

(1)感应电动势   感应电流   解得

(2)安培力    牛顿第二定律   解得

(3)金属杆切割磁感线的速度,则

感应电动势    电功率   解得