• 试题 ID 31178


如图,平行光滑金属导轨被固定在水平绝缘桌面上,导轨间距为 $L$ ,右端连接阻值为 $R$ 的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域 $M N P Q$ 存在坚直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 $B$ 。某装置从 $M Q$ 左侧沿导轨水平向右发射第 1 根导体棒,导体棒以初速度 $v_0$ 进入磁场,速度减为 0 时被锁定;从原位置再发射第 2 根相同的导体棒,导体棒仍以初速度 $v_0$ 进入磁场,速度减为 0 时被锁定,以此类推,直到发射第 $n$ 根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为 $m$ ,电阻为 $R$ ,长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好(发射前导体棒与导轨不接触),不计空气阻力、导轨的电阻,忽略回路中的电流对原磁场的影响。

求:
(1)第1根导体棒刚进入磁场时,所受安培力的功率;
(2)第 2 根导体棒从进入磁场到速度减为 0 的过程中,其横截面上通过的电荷量;
(3)从第 1 根导体棒进入磁场到第 $n$ 根导体棒速度减为 0 的过程中,导轨右端定值电阻 $R$ 上产生的总热量。
A
B
C
D
E
F
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