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如图所示,两平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在同一水平面内,间距为L,电阻不计.导轨的M、P两端用导线连接一定值电阻,阻值为R,在PM的右侧0到2x0区域里有方向竖直向下的磁场,其磁感
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问题描述:

如图所示,两平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在同一水平面内,间距为L,电阻不计.导轨的M、P两端用导线连接一定值电阻,阻值为R,在PM的右侧0到2x0区域里有方向竖直向下的磁场,其磁感应强度B随坐标x的变化规律为B=kx(k为正常数).一直导体棒ab长度为L,电阻为R,其两端放在导轨上且静止在x=x0处,现对导体棒持续施加一作用力F(图中未画出)使导体棒从静止开始做沿x正方向加速度为a的匀加速运动,求:(用L、k、R、x0、a表示):

(1)导体棒在磁场中运动到2x0时导体棒上所消耗的电功率

(2)导体棒离开磁场瞬间导体棒的加速度a'的大小

(3)导体棒从x0运动到2x0过程中通过电阻R的电量.

罗巨波回答:
  (1)导体做匀加速运动,则从静止运动到2x0处的速度为v=2ax0感应电动势 E=BLv得导体产生的电动势为E=2kx02ax0L导体运动到2x0时导体上产生的电功率P=(ER+R)2R=2k2x30L2aR(2)在磁场中2x0位置,有F−BBL2ax0...
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