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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成θ角,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成θ角,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO
1
O
1
′O′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab,垂直搁置于导轨上,与磁场上边界相距d
0
,现使它由静止开始运动,在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能.
◎ 答案
(1)导体棒ab切割磁感线产生的电动势E=BLv
产生的电流为
I=
E
R+r
导体棒受到的安培力为 F=BIl
导体棒出磁场时作匀速运动,受力平衡,即mgsinθ=F
联立解得
v=
mg(R+r)sinθ
B
2
L
2
(2)由能量转化守恒得E
电
=E
G
-E
K
即E
电
=
mg(
d
0
+d)sinθ-
1
2
m
v
2
=
mg(
d
0
+d)sinθ-
m
3
g
2
(R+r)
2
sin
2
θ
2
B
4
L
4
答:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度是
mg(R+r)sinθ
B
2
L
2
;
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能是
mg(
d
0
+d)sinθ-
m
3
g
2
(R+r)
2
sin
2
θ
2
B
4
L
4
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成θ角,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场…”主要考查了你对 【功能关系】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【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。
http://www.00-edu.com/html/202304/450061.html
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