如图所示，两根足够长的平行金属导轨、固定在绝缘水平桌面上，间距，导轨所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，...

问题详情：

如图所示，两根足够长的平行金属导轨、固定在绝缘水平桌面上，间距，导轨所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，将两根质量均为的导体棒、放在金属导轨上，导体棒的电阻均为，导体棒与导轨间的动摩擦因数为。用一根绝缘细线跨过导轨右侧的光滑定滑轮将一物块和导体棒相连，物块质量，细线伸直且与导轨平行。现在由静止释放物块，导体棒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，导体棒所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求：

（1）导体棒刚要运动时的速度大小；

（2）若从物体静止释放到ab即将开始运动这段时间内，重物下降的高度为h,则此过程中整个回路中产生的总的焦耳热是多少？

（3）导体棒运动稳定后的加速度以及由导体棒、组成闭合回路的磁通量的变化率。

【回答】

解：（1）由题意可知：当导体棒受到水平向右的安培力增大到最大静摩擦力时，导体棒即将运动。设此时导体棒的速度为，由法拉第电磁感应定律可得：

                                                       （1）1分

                                                        （2）1分

                                                      （3）1分

                                                     （4）1分

由以上公式可解得：                                    （5）1分

（2）当物块下降高度的过程中，对于由导体棒、以及物块组成的系统，由能的转化和守恒定律可得：

                                              （6）2分

代入数据可得：                                       （7）2分

（3）当导体棒运动稳定后，所受安培力保持不变，导体棒和所受安培力大小相等，方向相反，闭合回路中感应电流大小保持不变，两导体棒的加速度相等，由牛顿第二定律可得：

                                                  （8）1分

                                            （9）2分

                                               （10）2分

解得：                                   （11）2分

                                                    （12）1分

                                                       （13）1分

解得：                                      （14）2分

知识点：专题八 电磁感应

题型：计算题