如图12.2-4所示PO与QO是两根夹600角的光滑金属导轨,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,区域足够大。金属滑杆MN垂直于∠POQ的平分线搁置,导轨和滑杆单位长度的电阻为

◎ 题目

如图12.2-4所示PO与QO是两根夹600角的光滑金属导轨,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,区域足够大。金属滑杆MN垂直于∠POQ的平分线搁置,导轨和滑杆单位长度的电阻为r.在外力作用下滑杆从距O为a的地方以速度v匀速滑至距O为b的地方.试求:(1)右滑的全过程中,回路中产生的平均感应电动势;(2) 滑杆滑至距O为b的地方时,回路中的感应电动势;(3) 右滑过程中任一时刻拉力的功率;(4) 右滑全过程中,滑杆所产生的热量

 

◎ 答案

(1)(b+a)Bv/ (2)2Bb v/(3) 2B2(a+vt)v2/9r(4)B2v(b2-a2)/27r

◎ 解析

(1)此问中要求的感应电动势应为平均值=ΔΦ/Δt=(b+a)Bv/

;(2) 此问中所求的感应电动势为瞬时值E="2Bb" v/
;(3)先写出任意时刻感应电动势表达式E="2B(a+vt)v" /;I=Bv/3r,F=FP=Fv=2B2(a+vt)v2/9r
(4)电流为一恒定值,但滑杆接入电路部分的电阻随时间均匀增加,画出滑杆的发热功率随时间变化的图像,图12。2-4(解),在整个滑动过程中滑杆发出的焦耳热可用图线与t轴所夹图形的面积表示,Q=B2v(b2-a2)/27r
点评:由于导轨的电阻不能忽略不计,故线路中的感应电动势、感应电流均是变化的。本题要求学会写出感应电动势、电流随时间变化的瞬时值表达式,然后再分析讨论。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图12.2-4所示PO与QO是两根夹600角的光滑金属导轨,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,区域足够大。金属滑杆MN垂直于∠POQ的平分线搁置,导轨和滑杆单位长度的电阻为…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  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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