如图,相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上,两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻,导轨所在区域内加上与导轨所在平面垂直、方向相反的匀强磁场,磁场宽度

◎ 题目

如图,相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上,两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻,导轨所在区域内加上与导轨所在平面垂直、方向相反的匀强磁场,磁场宽度d均为0.6m,磁感应强度大小B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab从边界MN进入磁场后始终以速度m/s作匀速运动,求:

⑴棒ab在磁场B1中时克服安培力做功的功率;
⑵棒ab经过任意一个磁场B2区域过程中通过电阻R的电量;
⑶棒ab在磁场中匀速运动时电阻R两端电压的有效值。

◎ 答案

(1)(2)0.16C(3)2V

◎ 解析


试题分析:(1)在磁场B1中:
 (1分)       (1分)
  (1分)   W (2分)
⑵ 在磁场B2中:
   (1分)  (1分)     
 ="0.16C" (2分)
⑶设棒ab产生电动势的有效值为E
在磁场B1中产生的电动势=V (1分)
在磁场B2中产生的电动势V (1分)
回路在一个周期T内产生的焦耳热 (2分)
解得:电动势的有效值=3V  (1分)
电阻R两端电压的有效值为 V
点评:导体棒切割磁感线产生感应电动势,闭合回路中有感应电流,因此由焦耳定律可求出电阻产生的热量.由安培力公式可得知拉力大小,从而算出拉力做的功.由于磁 场方向在变化,所以产生的感应电流方向也在变,因此根据法拉第电磁感应定律去算出电动势大小,再得出电流大小.而通过电阻的电量则由平均电流与时间的关系 得出.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上,两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻,导轨所在区域内加上与导轨所在平面垂直、方向相反的匀强磁场,磁场宽度…”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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