如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中,一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速

◎ 题目

如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中,一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动.质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内,两顶点a、b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.
(1)通过ab边的电流Iab是多大?     
(2)导体杆ef的运动速度v是多大?

◎ 答案

解:(1)设通过正方形金属框的总电流为I,ab边的电流为Iab,dc边的电流为I,有
Iab  ①
Idc  ②
金属框受重力和安培力,处于静止状态,有mg=B2IabL2+B2IdcL2  ③
由①~③,解得I=  ④
(2)由(1)可得I=  ⑤
设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有E=B1L1v  ⑥
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R,则R=r  ⑦
根据闭合电路欧姆定律,有I=  ⑧  
由⑤~⑧,解得v=  ⑨

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中,一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速…”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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