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电磁感应现象中的切割类问题
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.50Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m.金属棒
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.50Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m.金属棒ab紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示.(金属棒ab和导轨电阻不计,g=10m/s
2
)
时 间t/s
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
下滑距离h/m
0
0.18
0.60
1.20
1.95
2.80
3.80
4.80
5.80
6.80
求:(1)在前0.4s的时间内,流过金属棒ab中的电荷量q;
(2)金属棒的质量m;
(3)在前1.60s的时间内,电阻R上产生的热量Q
R
.
◎ 答案
(1)在前0.4s的时间内,金属棒ab下滑的距离h=0.6m,设其中的电动势平均值为E
1
E
1
=
△Φ
△t
=
BL
h
1
t
1
又q=I△t=
E
1
△t
R
=
BL
h
1
R
代入数据得:q=0.24C.
(2)从表格中数据可知,1.0s后棒做匀速运动,设速度为v,电动势为E,回路中的电流为I,金属棒受到的安培力为F.则
v=
△h
△t
=5m/s
E=BLv
I=
E
R
BIL=mg
联合解得:
m=
B
2
L
2
v
Rg
=
0.25×0.16×5
0.5×10
kg=0.04kg
.
(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热,根据能量守恒得,
mg
h
2
=
1
2
m
v
2
+
Q
R
解得Q
R
=1.82J.
答:(1)在前0.4s的时间内,流过金属棒ab中的电荷量q为0.24C.
(2)金属棒的质量m为0.04kg.
(3)在前1.60s的时间内,电阻R上产生的热量为1.82J.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.50Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m.金属棒…”主要考查了你对 【法拉第电磁感应定律】,【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/202304/453460.html
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