热门试卷

见解析。

（1）设ab棒的初动能为Ek, ef棒和电阻R在此过程产生的热量分别为W和W1，有

W+ W1=Ek                               ①

且                      W=W1                                    ②

由题有                    E1=        ③

得                        W=         ④

说明：①②③④式各1分。

（2）设在题设工程中，ab棒滑行时间为△t，扫过的导轨间的面积为△S，通过△S的磁通量为

△φ, ab棒产生的电势能为E,ab棒中的电流为I,通过ab棒某横截面的电量为q，则

E=            ⑤

且                      △φ=B△S          ⑥

I=              ⑦

又有                    I=             ⑧

由图所示            △S=d（L-dcotθ）       ⑨

联立⑤-⑨，解得q=         ⑩

说明：⑤⑥⑦⑧⑨⑩式各1分。

（3）ab棒滑行距离为x时，ab棒在导轨间的棒长Lx为

Lx=L-2xcotθ                ⑪

此时，ab棒产生的电势能Ex为         Ex =Bv2L                 ⑫

流过ef棒的电流Ix为                  Ix=                   ⑬

ef棒所受安培力Fx为                 Fx=B Ix L                 ⑭

联立 ⑪-⑭，解得                 Fx =             ⑮

由⑮式可得，Fx在x=0和B为最大值Bm时有最大值F1。

由题知，ab棒所受安培力方向必水平向左，ef棒所受安培力方向必水平向右，使F1为最大值的受力分析如图所示，图中fm为最大静摩擦力，有

F1cosα＝mgsinα＋μ（mgcosα+ F1sinα）           ⑯

联立⑮⑯，得Bm＝              ⑰

⑰式就是题目所求最强磁场的磁感应强度大小，该磁场方向可竖直向上，也可竖直向下。

由⑮式可知，B为Bm时，Fx随x增大而减小，x为最大xm时，Fx为最小值F2，由图可知

F2cosα+μ（mgcosα+ F2sinα）= mgsinα           ⑱

联立⑮⑰⑱，得

xm＝                       ⑲

说明：⑫⑭⑮⑯⑱⑲式各得1分，⑰2分，正确说明磁场方向得1分。