如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角,完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都
◎ 题目
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角,完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02 kg,电阻均为R=0.1 Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2 T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止。取g=10 m/s2,问: (1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何? (2)棒ab受到的力F多大? (3)棒cd每产生Q=0.1 J的热量,力F做的功W是多少? |
◎ 答案
解:(1)棒cd受到的安培力为:Fcd=IlB ① 棒cd在共点力作用下平衡,则:Fcd=mgsin30° ② 由①②式,代入数据解得:I=1 A ③ 根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c ④ (2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即:Fab=Fcd 对棒ab,由共点力平衡知:F=mgsin30°+IlB ⑤ 代入数据解得:F=0.2 N ⑥ (3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1 J热量,由焦耳定律知:Q=I2Rt ⑦ 设棒ab匀速运动的速度大小为v,其产生的感应电动势为:E=Blv ⑧ 由闭合电路欧姆定律知: ⑨ 由运动学公式知在时间t内,棒ab沿导轨的位移为:x=vt ⑩ 力F做的功为:W=Fx 综合上述各式,代入数据解得:W=0.4 J |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角,完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都…”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。- 最新内容
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下一篇:如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间接有固定电阻R=0.40Ω。导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻
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