如图甲所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L="1.0"m,导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的M、P

◎ 题目

如图甲所示,足够长的光滑平行导轨MNPQ倾斜放置,两导轨间距离为L=" 1.0" m,导轨平面与水平面间的夹角为θ = 30°,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的MP两端连接阻值为R =" 3.0" Ω的电阻,金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连,金属棒ab的质量m =" 0.20" kg,电阻r =" 0.50" Ω,重物的质量M =" 0.60" kg,如果将金属棒和重物由静止释放,金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图象如图乙所示,不计导轨电阻,g = 10m/s2。计算结果可以保留根号。求:

(1)磁感应强度B的大小;
(2)在0.6s内通过电阻R的电量;
(3)在0.6s内电阻R产生的热量。

◎ 答案

(1)T.  (2)  (3)1.8J.

◎ 解析

(1)由图乙可以看出最终ab棒将匀速运动,匀速运动速度
v = =" 3.5m/s"     
感应电动势E = BLv,感应电流I =   
棒所受安培力F = BIL    
棒匀速时受力平衡,+ mgsin30°="Mg    "
联立解得B =T.    
(2)在0.6s内ab棒上滑的距离s = 1.40m,通过电阻R的电量C
(3)由能量守恒定律得Mgs = mgssinθ + Q + (M + mv2
解得:Q="2.1J"  
又因为  
联立解得QR ="1.8J.   "

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L="1.0"m,导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的M、P…”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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