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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图所示，足够长的光滑U形导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m=0.2kg，有效
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，足够长的光滑U形导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m=0.2kg，有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒与框架间的动摩擦因数为0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为Q=2C．求：
（1）导体棒匀速运动的速度；
（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻消耗的电功．（sin 37°=0.6 cos 37°=0.8 g=10m/s
2
）
◎ 答案
（1）安培力F
安
=BIL，I=
E
R
，E=BLv，则F
安
=
B
2
L
2
v
R
导体棒匀速下滑时，由力平衡得
mgsin37°=F
安
+μmgcos37°
代入得mgsin37°=
B
2
L
2
v
R
+μmgcos37°，v=5m/s
（2）设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动下滑的距离为S，
通过导体棒截面的电量Q=
.
I
?△t，
.
I
=
.
E
R
，
.
E
=
△Φ
△t
，得到
Q=
△Φ
R
=
BLS
R
得S=
QR
BL
=10m
根据能量守恒定律，得mgSsin37°=Q
热
+
1
2
m
v
2
+μmgScos37°
得Q
热
=mgSsin37°-
1
2
m
v
2
-μmgScos37°=1.5J
答：（1）导体棒匀速运动的速度为5m/s；
（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻消耗的电功为1.5J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，足够长的光滑U形导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m=0.2kg，有效…”主要考查了你对 【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/450125.html
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