如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨与水平夹角37°放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R=3Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属杆ab

◎ 题目

如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨与水平夹角37°放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R=3 Ω,虚线OO′ 下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1 kg、电阻r=1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触,杆下滑过程中的v-t图象如图乙所示.(取g=10 m/s2)

求:(1)磁感应强度B;
(2)杆在磁场中下滑0.1s过程中电阻R产生的热量.

◎ 答案

(1) B=2T          (2)QR=3/160J

◎ 解析

(1)有图乙得
0.1s前,mgsinθ-f=ma
0.1s后匀速运动,mgsinθ-f-FA="0" ,FA=BIL= 得B=2T
(2)方法一:磁场中下滑0.1 s过程中,电流恒定I==0.25A,  QR=I2Rt=3/160J
方法二:x=vt=0.05m,下落高度h=xsinθ=0.03m,QR=3/4(mgh-fx)=3/160J

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨与水平夹角37°放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R=3Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属杆ab…”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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