如图所示,把两根平行光滑金属导轨放在水平桌面上,桌子高0.8m,导轨间距0.2m,在导轨水平部分有磁感应强度为0.1T,方向竖直向下的匀强磁场,弧形金属导轨的一端接有电阻

◎ 题目

如图所示,把两根平行光滑金属导轨放在水平桌面上,桌子高0.8 m,导轨间距0.2 m,在导轨水平部分有磁感应强度为0.1 T,方向竖直向下的匀强磁场,弧形金属导轨的一端接有电阻R="1" Ω,质量m="0.2" kg的金属杆ab由静止开始距桌面h="0.2" m高处开始下滑,最后落到距桌子水平距离s="0.4" m处,金属杆及导轨电阻不计,试求:

(1)金属杆进入导轨水平部分瞬间产生的感应电流的大小和方向.
(2)金属杆滑出导轨瞬间感应电动势的大小.
(3)整个过程中电阻R放出的热量.

◎ 答案

(1)I=" 0.04" A,方向由ab
(2)E′="0.02" (V)
(3)整个过程中电阻R放出的热量:Q=" 0.3" (J)

◎ 解析

(1)ab棒进入水平部分的瞬间,ab速率为v,由机械能守恒定律:
mgh=mv2,v=
此时感应电动势E=Blv=Bl
E=0.1×0.2×="0.04" (V)
I= A="0.04" A,方向由ab
(2)滑出导轨后做平抛运动,平抛初速度为v.
s=v,v′==="1" (m/s)
此时E′=Blv′=0.1×0.2×1="0.02" (V)
(3)整个过程中电阻R放出的热量:Q=mgh-mv2
=0.2×10×0.2-×0.2×12="0.3" (J)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,把两根平行光滑金属导轨放在水平桌面上,桌子高0.8m,导轨间距0.2m,在导轨水平部分有磁感应强度为0.1T,方向竖直向下的匀强磁场,弧形金属导轨的一端接有电阻…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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