如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆a

◎ 题目

如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示. 求:

小题1:磁感应强度B;
小题2:杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.

◎ 答案


小题1:2 T.
小题2:0.05 C

◎ 解析

(1)(7分)由图象知,杆自由下落距离是0.05 m,当地重力加速度g=10 m/s2,则杆进入磁场时的速度v==1 m/s
由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10 m/s2
由牛顿第二定律得mg-F=ma
回路中的电动势E=BLv
杆中的电流I=
R
F=BIL=
得B= =2 T.
(2)(4分)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势=
杆中的平均电流=
通过杆的电荷量Q=·Δt
通过R2的电荷量q=Q=0.05 C.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆a…”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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