如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=8Ω,有一电阻r=2Ω,质量m=1kg的金属棒ab垂直平放在轨道上,轨道电阻可忽略不计,整个装置处于垂直轨
◎ 题目
如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=8Ω,有一电阻r=2Ω,质量m=1kg的金属棒ab垂直平放在轨道上,轨道电阻可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,现用一外力F沿轨道方向拉金属棒,使之做初速为零的匀加速直线运动,加速度a=1m/s2.试求: (1)2s内通过电阻R的电量Q大小; (2)外力F与时间t的关系; (3)求当t=5s时电阻R上的电功率PR和F的功率PF的大小,并用能量守恒的观点说明两者为何不相等? |
◎ 答案
(1)t=2s时,金属棒通过的位移为 x=
回路磁通量的变化量为△Φ=BxL=2Wb 感应电流为 I=
则电量 Q=I△t=
代入解得 Q=0.2C (2)安培力表达式为FA=BIL=B
代入解得,FA=
根据牛顿第二定律得 F-FA=ma 则得 F=1+0.1t (3)当t=5s时,I=
则PR=I2R=2W, 因F=1.5N,v=at=5m/s,则PF=Fv=7.5W. 外力F的功率转化为用于导体棒动能增加的机械功率和电阻上的发热功率,而发热功率还包括电阻R上的功率和导体棒电阻r的功率,所以有PR<PF. 答:(1)2s内通过电阻R的电量Q大小是0.2C; (2)外力F与时间t的关系是F=1+0.1t; (3)当t=5s时电阻R上的电功率PR是2W,F的功率PF的大小是7.5W,外力F的功率转化为用于导体棒动能增加的机械功率和电阻上的发热功率,而发热功率还包括电阻R上的功率和导体棒电阻r的功率,所以有PR<PF. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=8Ω,有一电阻r=2Ω,质量m=1kg的金属棒ab垂直平放在轨道上,轨道电阻可忽略不计,整个装置处于垂直轨…”主要考查了你对 【电功】,【电功率】,【闭合电路欧姆定律】,【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。- 最新内容
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