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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，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．试解答以下问题．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，则金属棒达到的稳定速度v
1
是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v
2
是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒从开始运动到速度v
3
=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？
◎ 答案
当棒的速度为v时，则有 E=BLv，I=
E
R
，F=BIL，则安培力F=
B
2
L
2
v
R
．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，金属棒达到稳定时做匀速运动，由平衡条件得：
F=
B
2
L
2
v
1
R
，得：
v
1
=
FR
B
2
L
2
=
8×2
2
2
×
1
2
m/s=4m/s
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，金属棒达到稳定时水平外力大小为F=
P
v
2
由平衡条件得：
P
v
2
=
B
2
L
2
v
2
R
，得：
v
2
=
PR
BL
=
18×2
2×1
m/s=3m/s
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，金属棒从开始运动到速度v
3
=2m/s的过程中，水平外力做功为Pt，根据能量守恒定律得：
Pt=
1
2
m
v
23
+Q
代入解得：t=0.5s
答：
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，金属棒达到的稳定速度v
1
是4m/s．
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，金属棒达到的稳定速度v
2
是3m/s．
（3）该过程所需的时间是0.5s．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨…”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/202304/452510.html
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