如图所示,两条平行的足够长的光滑金属导轨与水平面成α=53o角,导轨间距离L=0.8m.其上端接一电源和一固定电阻,电源的电动势E=1.5V,其内阻及导轨的电阻可忽略不计.

◎ 题目

如图所示,两条平行的足够长的光滑金属导轨与水平面成α=53o角,导轨间距离L=0.8m.其上端接一电源和一固定电阻,电源的电动势E=1.5V,其内阻及导轨的电阻可忽略不计. 固定电阻R=4.5Ω.导体棒ab与导轨垂直且水平,其质量m=3×10-2kg,电阻不计. 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.(g=10m/s2  sin53o="0.8 " cos53o="0.6" )

(1)将ab棒由静止释放,最终达到一个稳定的速度,求此时电路中的电流;
(2)求ab稳定时的速度;
(3)求ab棒以稳定速度运动时电路中产生的焦耳热功率PQab棒重力的功率PG.
从计算结果看两者大小关系是怎样的?请解释为什么有这样的关系?

◎ 答案

(1)1A(2)25m/s(3)6W

◎ 解析

(1)mgsinα=BILcosα   ……2分
解得:I="1A              " ……1分

(2)I=    ……2分
解得:v="25m/s        " ……2分
(3)PQ=I2R="4.5W        " ……1分
PG=mgvsinα="6W    " ……1分
重力势能的减少量,一部分转化成电能,以焦耳热的形式释放,
另一部分给电源充电。1分

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两条平行的足够长的光滑金属导轨与水平面成α=53o角,导轨间距离L=0.8m.其上端接一电源和一固定电阻,电源的电动势E=1.5V,其内阻及导轨的电阻可忽略不计.…”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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