(15分)如图甲,有两根相互平行、间距为L的粗糙金属导轨,它们的电阻忽略不计在MP之间接阻值为R的定值电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ。在efhg矩形区域内有垂直斜面向下、宽

◎ 题目

(15 分)如图甲,有两根相互平行、间距为L的粗糙金属导轨,它们的电阻忽略不计在MP之间接阻值为R 的定值电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ。在efhg矩形区域内有垂直斜面向下、宽度为d 的匀强磁场(磁场未画出),磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙。在t =" 0" 时刻,一质量为m 、电阻为r的金属棒垂直于导轨放置,从ab位置由静止开始沿导轨下滑,t = t0时刻进人磁场,此后磁感应强度为B0并保持不变。棒从ab到ef 的运动过程中,电阻R 上的电流大小不变。求:

(1)0~t0时间内流过电阻R 的电流I 大小和方向;
(2)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(3)金属棒从ab到ef 的运动过程中,电阻R 上产生的焦耳热Q。

◎ 答案

(1),方向是M→P;(2);(3)

◎ 解析


试题分析:(1)0~t0时间内,回路中的电流由磁场变化产生,由法拉第电磁感应定律有
回路中感应电动势:    2分
由于电路的总电阻为R+r,则根据闭合电路欧姆定律: 2分
由于在0~t0时间内磁场强度是增强的,即磁通量增大,故由楞次定律可得,回路产生的感应磁场方向垂直斜面向上,则流过电阻R的电流方向是M→P。         1分
(2)由题意可知,金属棒进入磁场后电阻上电流保持不变,则金属棒匀速运动   1分
所受安培力为:        1分
对金属棒进行受力分析可得:      2分
解之得:     1分
(3)导体棒进入磁场中有:      2分
导体棒在磁场中运动的时间:    1分
根据焦耳定律有:    2分

◎ 知识点

    专家分析,试题“(15分)如图甲,有两根相互平行、间距为L的粗糙金属导轨,它们的电阻忽略不计在MP之间接阻值为R的定值电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ。在efhg矩形区域内有垂直斜面向下、宽…”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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