如图所示,MN为金属杆,在竖直平面内贴着光滑金属导轨由静止下滑,导轨的间距l=10cm,足够长的导轨上端接有电阻R=0.4Ω,金属杆电阻r=0.1Ω,导轨电阻不计,整个装置处于B=0

◎ 题目

如图所示,MN为金属杆,在竖直平面内贴着光滑金属导轨由静止下滑,导轨的间距l=10cm,足够长的导轨上端接有电阻R=0.4Ω,金属杆电阻r=0.1Ω,导轨电阻不计,整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中.若杆稳定下落时,每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能,求稳定下落时MN杆的下落速度v=?

◎ 答案

2m/s

◎ 解析


试题分析:由杆稳定下落时,每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能
则   mgv=0.02W                              
又稳定时  mg=BIl                             
这时电流                            
这时电动势  E=Blv                          
解得  v=2m/s                                
点评:导体切割磁感线产生感应电动势时,切割磁感线的导体可等效于电源;导轨及电路电阻等效于外部电路,所以求得电动势后,电磁感应问题就转化为电路问题,应用闭合电路欧姆定律即可求解.当MN匀速运动时,从能的转化与守恒角度看,重力做功消耗的机械能全部转化为回路中的电能,因而回路中的电功率应等于重力的机械功率。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,MN为金属杆,在竖直平面内贴着光滑金属导轨由静止下滑,导轨的间距l=10cm,足够长的导轨上端接有电阻R=0.4Ω,金属杆电阻r=0.1Ω,导轨电阻不计,整个装置处于B=0…”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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