综合题14.0分
物理

如图,一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内,磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长,质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上,在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀速加速直线运动,运动时棒与x轴始终平行。棒单位长度的电阻ρ,与电阻不计的轨道接触良好,运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky(SI)。求:

45.导体轨道的轨道方程y=f(x);

46.棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系;

47.棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为(±),安培力的功率

棒做匀加速运动

代入前式得                        

轨道形式为抛物线。

考查方向

闭合电路的欧姆定律.

解题思路

)求出安培力的功率及题给表达式,匀变速运动的速度位移关系,电阻关系式联立而得到轨道方程

易错点

功率公式以及电阻定律

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

安培力为:

以轨道方程代入得:

考查方向

安培力

解题思路

将安培力表示出来,联立轨道方程即可求解

易错点

安培力的表达式

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

由动能定理有:

安培力做功为:

棒在y=L处动能为:Ek=

外力做功为:

考查方向

动能定理

解题思路

根据动能定理求外力做功

易错点

运用电磁感应的规律,如法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式进行综合解题.