水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图甲),导轨的电阻忽略不计,匀强磁场方向竖直向下
◎ 题目
水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图甲),导轨的电阻忽略不计,匀强磁场方向竖直向下,用与平轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆从静止开始运动,电压表的读数发生变化,但最终将会保持某一数值U恒定不变;当作用在金属杆上的拉力变为另一个恒定值时,电压表的读数最终相应地会保持另一个恒定值不变,U与F的关系如图乙.若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,金属杆的电阻r=0.5Ω.(重力加速度g=10m/s2)求: (1)磁感应强度B; (2)当F=2.5N时,金属杆最终匀速运动的速度; (3)在上述(2)情况中,当金属杆匀速运动时,撤去拉力F,此后电阻R上总共产生的热量. |
◎ 答案
(1)由部分电路欧姆定律I=
金属杆所受安培力F安=BIL② 由于金属杆匀速运动F安=F③ 从U-F图象中取一点F=8N U=8V④ 由①②③④式解得B=1T (2)当F=2.5N时,由图象可得U=2.5V⑤ 据闭合电路欧姆定律得E=U+
金属杆产生的感应电动势 E=BLv ⑦ 由⑤⑥⑦式解得:v=10m/s (3)撤去拉力后,金属杆做减速运动,最终静止. 由能量转化守恒定律知电路中产生总的热量Q=
电阻R产生的总热量QR=
由⑧⑨式解得QR=12.5J 答:(1)磁感应强度B=1T; (2)当F=2.5N时,金属杆最终匀速运动的速度是10m/s; (3)撤去拉力F后电阻R上总共产生的热量是12.5J. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图甲),导轨的电阻忽略不计,匀强磁场方向竖直向下…”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。- 最新内容
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下一篇:如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金属杆的电阻为r,其
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