如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨相距为1m,导轨平面与水平面的夹角=37°,其上端接一阻值为3Ω的灯泡D。在虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,且磁感应强

◎ 题目

如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨相距为1m,导轨平面与水平面的夹角=37°,其上端接一阻值为3Ω的灯泡D。在虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,且磁感应强度B=1T,磁场区域的宽度为d=3.75m,导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨向下滑动,b恰能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时a正好进入磁场。不计a、b之间的作用,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)b棒进入磁场时的速度?
(2)当a棒进入磁场区域时,小灯泡的实际功率?
(3)假设a棒穿出磁场前已达到匀速运动状态,求a棒通过磁场区域的过程中,回路所产生的总热量?

◎ 答案

解:(1)设b棒进入磁场时速度Vb,对b受力分析,由平衡条件可得

由电路等效可得出整个回路的等效电阻

(2)b棒穿出磁场前,a棒一直匀加速下滑,下滑的加速度
b棒通过磁场时间
a进入磁场时速度
a棒切割磁感线产生感应电动势

灯泡实际功率
(3)设a棒最终匀速运动速度为,a受力分析,由平衡条件可得

解得:
对a棒穿过磁场过程应用动能定理

由功能关系可知,电路中产生的热量

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨相距为1m,导轨平面与水平面的夹角=37°,其上端接一阻值为3Ω的灯泡D。在虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,且磁感应强…”主要考查了你对  【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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