如图,处于同一水平面内的光滑金属导轨平行放置,相距为L,左端连接有阻值为R的电阻.一导体棒ab垂直于导轨放置,电阻值也为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于磁感应强度为

◎ 题目

如图,处于同一水平面内的光滑金属导轨平行放置,相距为L,左端连接有阻值为R的电阻.一导体棒ab垂直于导轨放置,电阻值也为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.当导体棒ab受水平外力作用以速度v匀速向右滑动时,求:
(1)导体棒中的电流大小及方向.
(2)导体棒的发热功率.
(3)水平外力F的大小和方向.
魔方格

◎ 答案


(1)根据右手定则,导体棒中的电流方向为b流向a.
根据法拉第电磁感应定律,E=BvL         ①
则导体棒中的电流大小I=
E
R+R
=
BvL
2R
  ②
(2)导体棒的发热功率P=I2R  ③
联立②③可解得:P=
B2v2L2
4R
 ④
(3)由于导体棒ab匀速运动,故水平外力F等于安培力F
则水平外力F=F=ILB=
B2vL2
2R

方向水平向右
答:
(1)导体棒中的电流大小是
BvL
2R
,方向为b流向a.
(2)导体棒的发热功率是P=
B2v2L2
4R

(3)水平外力F的大小是
B2vL2
2R
,方向水平向右.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,处于同一水平面内的光滑金属导轨平行放置,相距为L,左端连接有阻值为R的电阻.一导体棒ab垂直于导轨放置,电阻值也为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于磁感应强度为…”主要考查了你对  【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【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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