如图,顶角为90°的“∨”型光滑金属导轨MON固定在倾角为θ的绝缘斜面上,M、N连线平行于斜面底端,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离L=2m,整个装置处于磁感应强度大小B=0
◎ 题目
如图,顶角为90°的“∨”型光滑金属导轨MON固定在倾角为θ的绝缘斜面上,M、N连线平行于斜面底端,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离L=2m,整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T、方向垂直于斜面向下的匀强磁场中。一根质量m=0.4kg,粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5Ω/m的导体棒ab,受到平行于斜面向上且垂直于ab的变力F作用,以速度v=2m/s沿导轨向下匀速滑动,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,从导体棒在MN时开始计时, ⑴t=0时,F=0,求斜面倾角θ; ⑵求0.2s内通过导体棒的电荷量q; ⑶求导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。 |
◎ 答案
(1)300(2)0.4C(3)1J |
◎ 解析
试题分析:⑴导体棒开始运动时,回路中产生的感应电动势E=BL v 感应电流 安培力F安=BIL 由平衡条件得:mgsinθ=F安 +F F=0 联立上式得:θ=300 ⑵感应电流 与导体棒切割的有效长度l无关 感应电流大小A 故0.2s内通过导体棒的电荷量q=It=0.4C ⑶解法(一)设导体棒经t时间沿导轨匀速向下运动的位移为x, 则t时刻导体棒切割的有效长度Lx= L-2x 导体棒在导轨上运动时所受的安培力 因安培力的大小与位移x成线性关系,故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值 产生的焦耳热Q 点评:本题考察了电磁感应问题中常见的安培力等求法,在功能关系中,由于安培力线性变化,所以类似于弹簧弹力做功求法找到安培力做功的方法。也可以尝试用图象法求解。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图,顶角为90°的“∨”型光滑金属导轨MON固定在倾角为θ的绝缘斜面上,M、N连线平行于斜面底端,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离L=2m,整个装置处于磁感应强度大小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。- 最新内容
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下一篇:在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直,导轨上有两条可以沿导轨自由移动的导电棒ab、cd,这两根导电棒的速度分别为v1、v2,如图所示,ab棒上有感应电流
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