如图所示,两根平行的光滑轨道af、a′f′固定在绝缘水平面上,轨道的cd段和c′d′段是绝缘体,其余部分是导体,aa′之间和ff′之间分别用导线(导线电阻不计)连接定值电阻R1=1Ω、R2=2Ω,两轨道间距L=1m,bc=b′c′=0.77m,de=d′e′=L,ef=e′f′=2L,cc′左侧轨道电阻不计,dd′右侧的轨道单位长度电阻为r0=0.1Ω/m。cc′左侧轨道区域内有磁感应强度大小B0=1T、方向竖直向下的匀强磁场,一质量为m=1kg且电阻不计的导体棒在F=4N的恒力作用下由bb′位置从静止开始运动,到达cc′位置时速度为v=2m/s,此时撤去外力F。
(1)导体棒由bb′运动到cc′过程,通过电阻R1的电荷量和电阻R1上产生的热量分别是多少?
(2)当导体棒刚到达dd′位置时记为t=0时刻,此时在dd′右侧空间加一竖直方向,大小随时间均匀变化的匀强磁场,t=0时刻磁感应强度方向竖直向上,磁感应强度随时间的变化关系为B=(2.3-0.2t)T,并且给导体棒重新施加一外力使它以v=2m/s继续做匀速运动,则导体棒由dd′运动到ee′的过程中克服安培力做的功是多少?
bc
b
′
c
′
de
d
′
e
′
ef
e
′
f
′
【答案】(1)导体棒由bb′运动到cc′过程,通过电阻R1的电荷量为0.77C,电阻R1上产生的热量是1.08J。
(2)导体棒由dd′运动到ee′的过程中克服安培力做的功是4.5J。
(2)导体棒由dd′运动到ee′的过程中克服安培力做的功是4.5J。
【解答】
【点评】
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