如图所示,在倾角为300的绝缘斜面上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在

◎ 题目

如图所示,在倾角为300的绝缘斜面上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上,金属棒ab和cd的质量分别为m1=0.1kg,m2=0.2kg,电阻分别为r1=0.8W,r2=1.2W,导轨电阻不计.当用沿斜面向上的恒力F拉动金属棒ab匀速向上运动时.金属棒cd恰在斜面上保持静止。(g取10m/s2) 求:
(1)金属棒ab两端的电势差为多大?
(2)F力的功率?
(3)2秒内电路里产生的焦耳热?

◎ 答案

(1)6V
(2)75W
(3)100J

◎ 解析

以导体棒cd为研究对象,受力分析如图所示:

根据平衡条件有
m2sin30°=ILB
所以有I=5A
而ab两端的电压等于cd所分得的电压,则有
U=IRcd=6V
同理ab上所分得的电压为
U=IRab=4V
所以感应电动势为E=10V
同理以ab为研究对象可得
m1gsin30°+ILB=F
代入数据得    F=1.5N
又因为   E=BLv,所以v=50m/s
P=Fv=75W
根据焦耳定律有
Q="EI=100J         "

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在倾角为300的绝缘斜面上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在…”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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