如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内,MO间接有阻值为R=3Ω的电阻,导轨相距d=1m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻为r

◎ 题目

如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内,MO间接有阻值为R=3Ω的电阻,导轨相距d=1m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻为r=1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1N向右拉动CD,CD受摩擦阻力f恒为0.5N.求:(1)CD运动的最大速度;(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率.
魔方格

◎ 答案

(1)设CD棒运动速度为v,则:导体棒产生的感应电动势为:E=Bdv  ①
据全电路欧姆定律有:I=
E
R+r
  ②
则安培力为:F0=BdI  ③
据题意分析,当v最大时,有:F-F0-f=0  ④
联立①②③④得:vm=
(F-f)(R+r)
B2d2
=8 m/s  ⑤
故CD运动的最大速度为8m/s.
(2)CD速度最大时同理有:Em=Bdvm     ⑥
Im=
Em
R+r
      ⑦
P=I2R       ⑧
联立⑤⑥⑦带入数据得:P=3W.
故当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率为P=3W.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内,MO间接有阻值为R=3Ω的电阻,导轨相距d=1m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻为r…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【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。

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