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如圖所示,電阻為2R、半徑為r、匝數(shù)為n的圓形導(dǎo)體線圈兩端與導(dǎo)軌AD、MN相連。與導(dǎo)體線圈共圓心的圓形區(qū)域內(nèi)有豎直向下的磁場,其磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖(2)所示,圖(2)中的B0和t0均已知。PT、DE、NG是橫截面積和材料完全相同的三根粗細(xì)均勻的金屬棒。金屬棒PT的長度為3L、電阻為3R、質(zhì)量為m。導(dǎo)軌AD與MN平行且間距為L,導(dǎo)軌EF與GH平行且間距為3L,DE和NG的長度相同且與AD、MN的夾角均為30°。區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ是兩個相鄰的、長和寬均分別相同的空間區(qū)域,其長度均為d。區(qū)域Ⅰ中存在豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場。0~2t0時間內(nèi),使棒PT在區(qū)域Ⅰ中某位置保持靜止,且其兩端分別與導(dǎo)軌EF與GH對齊。除導(dǎo)體線圈、金屬棒PT、DE、NG外,其余導(dǎo)體電阻均不計,所有導(dǎo)體間接觸均良好且均處于同一水平面內(nèi),不計一切摩擦,不考慮回路中的自感。
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(1)求在0~2t0時間內(nèi),使棒PT保持靜止的水平外力F的大?。?br />(2)在2t0以后的某時刻,若區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場在外力作用下從區(qū)域Ⅰ以v0的速度勻速運動到區(qū)域Ⅱ時,導(dǎo)體棒PT速度恰好達(dá)到v0且恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ,該過程棒PT產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求金屬棒PT與區(qū)域Ⅰ右邊界的初始距離x0和該過程維持磁場勻速運動的外力做的功W;
(3)若磁場運動到區(qū)域Ⅱ時立刻停下,求導(dǎo)體棒PT運動到EG時的速度v。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:137引用:2難度:0.3
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    發(fā)布:2024/10/28 20:0:1組卷:135引用:4難度:0.6
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