如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律

◎ 题目

如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt,其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近,从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计。求:

(1)金属棒达到的最大速度
(2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。
 

◎ 答案

(1)        (2)

◎ 解析


(1)ab下滑的路程为L时,切割磁感线产生感应电动势为
由于abMN回路的磁通量增大,产生感应电动势为
依右手定则和楞次定律,可判定同方向,电路中感应电流为
I=()/R ③
在此位置,ab棒速度最大,则ab棒速度最大,则ab棒受到磁场力为
F=Id=mg·sinθ ④ 
联立①、②、③、④式得:

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律…”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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