如图所示,质量为m的金属棒CD放在水平放置、宽为L的光滑金属框架上,框架中接有一个阻值为R的电阻,金属棒的电阻为r,其余电阻不计,今对金属棒施一水平恒力F,使金属棒由静

◎ 题目

如图所示,质量为m的金属棒CD放在水平放置、宽为L的光滑金属框架上,框架中接有一个阻值为R的电阻,金属棒的电阻为r,其余电阻不计,今对金属棒施一水平恒力F,使金属棒由静止开始运动,求:
(1)金属棒哪端电势高?
(2)金属棒的最大速度vm
(3)金属棒达到最大速度vm时立即撤去外力F,这以后电路中释放的热量为多少?
魔方格

◎ 答案

(1)由右手定则得知,CD棒产生的感应电动势方向由C→D,D端相当于电源的正极,电势较高.
(2)金属棒以最大速度运动时产生的感应电动势 E=BLvm
回路中的感应电流 I=
E
R+r

达到最大速度时金属棒所受外力与安培力大小相等,即
F=F=BIL
由以上各式解得金属棒的最大速度 vm=
F(R+r)
B2L2

(3)金属棒停止运动时其动能完全转化为内能,即
  Q=
1
2
m
v2m
=
mF2(R+r)2
2B4L4

答:
(1)金属棒D端电势高.
(2)金属棒的最大速度vm
F(R+r)
B2L2

(3)金属棒达到最大速度vm时立即撤去外力F,这以后电路中释放的热量为
mF2(R+r)2
2B4L4

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为m的金属棒CD放在水平放置、宽为L的光滑金属框架上,框架中接有一个阻值为R的电阻,金属棒的电阻为r,其余电阻不计,今对金属棒施一水平恒力F,使金属棒由静…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】,【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。

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