如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2F,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不

◎ 题目

如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2F,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于方向竖直向上B=0.5T的匀强磁场中。现用一垂直金属杆CD的外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始向右运动。
(1)若开关S闭合,外力F恒为0.05N,求CD运动的最大速度;
(2)若开关S闭合,使CD以(1)问中的最大速度匀速运动,现使其突然停止并保持静止不动,求在CD停止下来后,通过导体棒CD的电荷量;
(3)若开关S闭合,使CD以(1)问中的最大速度匀速运动,现突然断开开关S并同时撤去外力F,求CD棒从断开开关到停止运动的过程中通过CD棒的电荷量及CD滑过的距离。

◎ 答案

解:(1)CD以最大速度运动时是匀速直线运动,即:

得:=2.5m/s
(2)CD以2.5m/s的速度匀速运动时,电容器上的电压为UC,则有:
=0.2V,电容器下极板带正电
电容器带电:Q=CUC=4×10-7C
CD停下来后,电容通过MP、CD放电,通过CD的电量:
QCD==3.2×10-7C
(3)由动量定理,I安冲=
即:
得:
又:
得:

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2F,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不…”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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