如图所示,abcd是由粗裸铜导线连接两个定值电阻组成的闭合矩形导体框,水平放置,金属棒ef与ab及cd边垂直,并接触良好,空间存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向

◎ 题目

如图所示,abcd是由粗裸铜导线连接两个定值电阻组成的闭合矩形导体框,水平放置,金属棒ef与ab及cd边垂直,并接触良好,空间存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下,已知电阻R1=2R,R3=3R,其它部分的电阻都可忽略不计,ab及cd边相距为L.给ef棒施加一个跟棒垂直的恒力F,求:
(1)ef棒做匀速运动时的速度多大?
(2)当ef棒做匀速运动时,电阻R1消耗的电功率多大?

◎ 答案

(1)ef切割磁感线产生感应电动势相当于电源,画出等效电路图.
外电路总电阻为:R=
2R?3R
2R+3R
=1.2R
通过ef的电流为:I=
E
R
=
BLv
R

ef所受的安培力为:F=BIL=B
BLv
R
?L
=
B2L2v
1.2R

ef匀速运动,恒力F与安培力二力平衡,则有:
F=F
联立上两式得:v=
1.2FR
B2L2

(2)P1=I
21
?R1=(
BLv
R
?
3R
2R+3R
2?2R=(
BLv
1.2R
?
3
5
)2?2R
=
B2L2v2
2R

答:(1)ef棒做匀速运动时的速度为
1.2FR
B2L2

(2)当ef棒做匀速运动时,电阻R1消耗的电功率为
B2L2v2
2R

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,abcd是由粗裸铜导线连接两个定值电阻组成的闭合矩形导体框,水平放置,金属棒ef与ab及cd边垂直,并接触良好,空间存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向…”主要考查了你对  【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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