Question

 

如圖所示，兩根相距為d足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于水平的xOy平面內(nèi)，導(dǎo)軌與x軸平行，左端接有阻值為R的電阻.在x>0的一側(cè)存在豎直向下的磁場，金屬棒質(zhì)量為m，電阻為r，與金屬導(dǎo)軌垂直放置，且接觸良好．開始時(shí)，金屬棒位于x=0處，現(xiàn)給金屬棒一大小為v₀、方向沿x軸正方向的初速度，金屬棒沿導(dǎo)軌滑動，金屬導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．問：

⑴ 金屬棒滑行過程中安培力對金屬棒做的功和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；

⑵ 若導(dǎo)軌間的磁場是勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo) x₁；

⑶ 若導(dǎo)軌間的磁場是非勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿x軸正方向增加，且大小滿足B²=kx，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo) x₂．

Answer 1

⑴W_FB=- mV/2       2分              Q=mRV /2(R+r)    3分

⑵a=-B²d²V/m（R+r）     2分              X₁=m（R+r）/B²d²    3分

⑶a=-KXd²V/m（R+r）     2分             X₂=      3分