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电磁感应现象中的磁变类问题
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如图所示，两根不计电阻的金属导线MN与PQ放在水平面内，MN是直导线，PQ的PQ1段是直导线，Q1Q2段是弧形导线，Q2Q3段是直导线，MN、PQ1、Q2Q3相互平行。M、P间接入一个阻值R=0
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，两根不计电阻的金属导线
MN
与
PQ
放在水平面内，
MN
是直导线，
PQ
的
PQ
1
段是直导线，
Q
1
Q
2
段是弧形导线，
Q
2
Q
3
段是直导线，
MN
、
PQ
1
、
Q
2
Q
3
相互平行。
M
、
P
间接入一个阻值
R
=0.25Ω的电阻。质量
m
=1.0 kg、不计电阻的金属棒
AB
能在
MN、PQ
上无摩擦地滑动，金属棒始终垂直于
MN
，整个装置处于磁感应强度
B
=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。金属棒处于位置(I)时，给金属棒一向右的初速度
v
1
=4 m/s，同时给一方向水平向右
F
1
=3 N的外力，使金属棒向右做匀减速直线运动；当金属棒运动到位置(Ⅱ)时，外力方向不变，改变大小，使金属棒向右做匀速直线运动2s到达位置(Ⅲ)。已知金属棒在位置(I)时，与
MN、Q
1
Q
2
相接触于
a、b
两点，
a、b
的间距
L
1
=1 m；金属棒在位置(Ⅱ)时，棒与
MN、Q
1
Q
2
相接触于
c
、
d
两点；位置(I)到位置(Ⅱ)的距离为7.5 m。求：
（1）金属棒向右匀减速运动时的加速度大小；
（2）
c
、
d
两点间的距离
L
2
；
（3）金属棒从位置(I)运动到位置(Ⅲ)的过程中，电阻
R
上放出的热量
Q
。
◎ 答案
解：（1）金属棒从位置(I)到位置(Ⅱ)的过程中，加速度不变，方向向左，设大小为
a
，在位置I时，
a、b
间的感应电动势为
E
1
，感应电流为
I
1
，受到的安培力为
F
安1
，则
E
1
=
BL
1
v
1
F
安1
F
安1
=4 N
根据牛顿第二定律得
F
安1
－
F
1
=
ma
a
= 1 m/s
2
（2）设金属棒在位置(Ⅱ)时速度为
v
2
，由运动学规律得
=－2
as
1
v
2
=1 m/s
由于在(I)和(II)之间做匀减速直线运动，即加速度大小保持不变，外力
F
1
恒定，所以
AB
棒受到的安培力不变即
F
安1
=
F
安2
m
（3）金属棒从位置(Ⅱ)到位置(Ⅲ)的过程中，做匀速直线运动，感应电动势大小与位置(Ⅱ)时的感应电动势大小相等，安培力与位置(Ⅱ)时的安培力大小相等，所以
F
2
=
F
安2
=4 N
设位置(II)和(Ⅲ)之间的距离为
s
2
，则
s
2
=
v
2
t
=2 m
设从位置(I)到位置(Ⅱ)的过程中，外力做功为
W
1
，从位置(Ⅱ)到位置(Ⅲ)的过程中，外力做功为
W
2
，则
W
1
=
F
1
s
1
=22.5 J
W
2=
F
2
s
2
=8 J
根据能量守恒得
W
1
+
W
2
解得
Q
= 38 J
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，两根不计电阻的金属导线MN与PQ放在水平面内，MN是直导线，PQ的PQ1段是直导线，Q1Q2段是弧形导线，Q2Q3段是直导线，MN、PQ1、Q2Q3相互平行。M、P间接入一个阻值R=0…”主要考查了你对 【电磁感应现象中的磁变类问题】 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/202304/452376.html
十二生肖
十二星座
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