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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图1所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L=0.2m，R是接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒．从
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图1所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L=0.2m，R是接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒．从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图2是棒的速度--时间图象，其中AO是图象在O点的切线，AB是图象的渐近线．
（1）除R以外，其余部分的电阻均不计，求R的阻值．
（2）当棒的位移为100m时，其速度已经达到了最大速度10m/s，求在此过程中电阻R上产生的热量．
◎ 答案
（1）由图2的斜率得t=0时刻棒的加速度 a=
△v
△t
=
10-0
4
=2.5m/s
2
设棒所受的滑动摩擦力大小为f．
t=0时刻，棒不受安培力，根据牛顿第二定律得 F-f=ma
解得，f=0.2N
根据图象知道棒的最大速度为v
m
=10m/s，此时棒所受的安培力 F
安
=
B
2
L
2
v
m
R
根据平衡条件得：F=f+F
安
，则得
F=f+
B
2
L
2
v
m
R
代入解得，R=0.4Ω
（2）当棒的位移为100m时，根据能量守恒定律得：
FS=fS+Q+
1
2
m
v
2m
解得Q=20J
答：
（1）R的阻值是0.4Ω．
（2）当棒的位移为100m时，其速度已经达到了最大速度10m/s，在此过程中电阻R上产生的热量是20J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图1所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L=0.2m，R是接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒．从…”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/202304/450867.html
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