如图所示,两条足够长的互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L=0.5m。在导轨的一端分别接有阻值均为0.6Ω的电阻R1、R2,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应

◎ 题目

如图所示,两条足够长的互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L=0.5m。在导轨的一端分别接有阻值均为0.6Ω的电阻R1、R2,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=1T。一质量m=0.2kg的金属杆垂直放置在导轨上,金属直杆的电阻是r=0.2Ω,其他电阻忽略不计,金属直杆以一定的初速度v0=4m/s进入磁场,同时受到沿x轴正方向的恒力F=3.5N的作用,在x=2m处速度达到稳定。

求:
(1)金属直杆达到的稳定速度v1是多大?
(2)从金属杆进入磁场到金属直杆达到稳定速度的过程中,电阻R1上产生的热量是多大?

◎ 答案

(1)7m/s   (2)1.11J

◎ 解析


试题分析:(1)金属杆的速度达到稳定时,其中R指的是并联电阻0.3Ω,代入求解:
(2)根据动能定理,其中外力总共W=Fx=3.5*2=7J。根据动能定理求得总热量为3.7J,由于内阻跟外阻之比为2:3,因此外阻总热量为2.22J,即电阻R1上产生的热量1.11J
点评:本题考查了常见电磁感应定律问题与其他类型问题结合的问题。通过电动势结合闭合电路欧姆定律求解。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两条足够长的互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L=0.5m。在导轨的一端分别接有阻值均为0.6Ω的电阻R1、R2,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应…”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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