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如图所示,质量为m=O.1kg、电阻r=O.1Ω的导体棒MN,垂直放在相距为L=O.5m的平行光滑金属导轨上.导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,并处于磁感应强度大小为B=0.4T方向垂直于

网友投稿  2023-04-19 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,质量为m=O.1kg、电阻r=O.1Ω的导体棒MN,垂直放在相距为L=O.5m的平行光滑金属导轨上.导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,并处于磁感应强度大小为B=0.4T方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,导轨下端接有阻值R=0.3Ω的电 阻,棒在外力F作用下,以v=8m/s的速度沿导轨向上做匀速运动,经过一定时间后撤去外力,棒继续运动一段距离s=2m后到达最高位置,导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与 导轨保持良好接触,重力加速度S取10m/s2,求
(1)棒MN向上匀速运动过程,回路中的电流
(2)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,通过电阻R 的电荷量q;
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产 生的焦耳热Q0
魔方格

◎ 答案

(1)棒MN向上匀速运动过程产生的感应电动势为:E=BLv
解得:E=1.6V
感应电流:I=
E
R+r
=
1.6
0.3+0.1
A=4
A
(2)根据法拉第电磁感应定律可知,电路中产生的平均感应电动势:
.
E
=
△Φ
t
=
BLs
t

电路中的平均电流:
.
I
=
.
E
R+r
=
BLs
(R+r)t

流过电阻R上是电量:q=
.
I
t=
BLs
R+r
=1
C
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产生的焦耳热Q.根据能量守恒得:
1
2
mv2=mgs?sinθ+Q

代人数据解得:Q=2.2J
答:(1)棒MN向上匀速运动过程,回路中的电流是4A;
(2)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,通过电阻R 的电荷量1C;
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产 生的焦耳热是2.2J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为m=O.1kg、电阻r=O.1Ω的导体棒MN,垂直放在相距为L=O.5m的平行光滑金属导轨上.导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,并处于磁感应强度大小为B=0.4T方向垂直于…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】,【法拉第电磁感应定律】,【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。



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