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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,在倾角为30°的绝缘斜向上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,在倾角为30°的绝缘斜向上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上,金属棒质量m
ab
=0.1kg,m
cd
=0.2kg,两金属棒总电阻r=0.2Ω,导轨电阻小计.现使金属棒ab以v=1.5m/s的速度沿斜面向上匀速运动.求:(g取10m/s
2
)
(1)金属棒cd的最大速度;
(2)在cd为最大速度时.作用在金属棒ab上的外力做功的功率.
◎ 答案
(1)当ab棒匀速向上运动时,切割磁感线产生感应电流,使cd棒受到沿斜面向上的安培力,但由于安培力较小,则cd棒将向下加速运动,产生与cd棒同向的感应电动势,最终cd棒匀速运动,达到最大速度,最大速度为v
m
.
对于cd棒,有 m
cd
gsin30°=F
安
=BIL;
又I=
E
r
=
BL(v+
v
m
)
r
;
联立以上两式得 v
m
=3.5m/s,方向沿斜面向下.
(2)当cd棒速度最大时,ab棒仍以v=1.5m/s的速度匀速运动,则有
F
外
=m
ab
gsin30°+F
安
=m
ab
gsin30°+BIL
又作用在金属棒ab上的外力做功的功率P
外
=F
外
v.
所以解得P
外
=2.25W
答:
(1)金属棒cd的最大速度为3.5m/s,方向沿斜面向下.
(2)在cd为最大速度时.作用在金属棒ab上的外力做功的功率为2.25W.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,在倾角为30°的绝缘斜向上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导…”主要考查了你对 【导体切割磁感线时的感应电动势】 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/202304/450715.html
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