(10分)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区
◎ 题目
(10分)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。 ⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变? ⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。 ⑶若要使金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流恰好为零,各已知量之间应该满足什么关系? |
◎ 答案
(1)不发生改变(2)(3) |
◎ 解析
⑴感应电流的大小和方向均不发生改变。 ⑵0—t0时间内,设回路中感应电动势大小为E0,感应电流为I,感应电流产生的焦耳热为Q,由法拉第电磁感应定律: 根据闭合电路的欧姆定律: 由焦耳定律有: 解得: ⑶金属棒在圆弧区域下滑的过程中,由动能定理: —0 在很短的时间内,根据法拉第电磁感应定律,金属棒进入磁场B0区域瞬间的感应电动势为E,则:E1=E0 E1=B0Lv 所以: 本题考查法拉第电磁感应定律与电路的结合问题,根据磁感强度的变化图像先求出感应电动势和感应电流,由电功率公式求解 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(10分)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区…”主要考查了你对 【法拉第电磁感应定律】 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。- 最新内容
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