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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图甲所示,固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为L1=0.5m,左端用导线相连.质量为m=0.1kg,电阻为R=0.1Ω的金属棒ab垂直导轨静止在导轨平面上,金属棒ab与导轨左端的
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图甲所示,固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为L
1
=0.5m,左端用导线相连.质量为m=0.1kg,电阻为R=0.1Ω的金属棒ab垂直导轨静止在导轨平面上,金属棒ab与导轨左端的距离L
2
=0.8m,金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.75,导与线导轨的电阻均不计.现将整个装置置于垂直于轨道平面竖直向上的磁场中,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示.设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略金属棒与导轨上电流之间的相互作用,g=10m/s
2
.求:
(1)金属棒未出现滑动之前,通过金属棒ab中电流的大小和方向;
(2)从t=0时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中,金属棒产生的热量.
◎ 答案
(1)由图象可知磁场变化率为:
△B
△t
=
0.5
1
T/s=0.5T/s
由法拉第电磁感应定律可知:
E=N
△?
△t
=N
△B?S
△t
=
△B
△t
L
1
L
2
=0.5×0.5×0.8V=0.2V
通过金属棒ab的电流为:
I=
E
R
=
0.2
0.1
A=2A
由右手定则可知,电流方向由b向a.
(2)金属棒刚要滑动时,由平衡条件可知:μmg=BIL
1
由图象可知:
B=
△B
△t
t=0.5t
由焦耳定律可知,金属棒上产生的热量为:Q=I
2
Rt=
I
R
μmg
0.5
L
1
=2×0.1×
0.75×0.1×10
0.5×0.5
J
=0.9J
答:(1)金属棒未出现滑动之前,通过金属棒ab中电流的大小为2A,方向由b向a;
(2)从t=0时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中,金属棒产生的热量为0.9J.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为L1=0.5m,左端用导线相连.质量为m=0.1kg,电阻为R=0.1Ω的金属棒ab垂直导轨静止在导轨平面上,金属棒ab与导轨左端的…”主要考查了你对 【导体切割磁感线时的感应电动势】 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/202304/451570.html
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