如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角放置,一个磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,长L=0.4

◎ 题目

如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角放置,一个磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,长L=0.40m、电阻r=0.10Ω的金属棒ab与MP等宽紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,g=10m/s2
时间t(s)00.100.200.300.400.500.600.70
下滑距离x(m)00.020.080.170.270.370.470.57
求:(1)在0.4s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量
(2)金属棒的质量
(3)在0.7s时间内,整个回路产生的热量.

◎ 答案

(1)根据法拉第电磁感应定律得:感应电动势的平均值
.
E
=
△Φ
△t
=
BL?x
△t

感应电流的平均值
.
I
=
.
E
r+R

电荷量 q=
.
I
?△t
=
BLx
R+r

由表中数据可知 x=0.27m
∴q=
BLx
R+r
=
1×0.4×0.27
0.3+0.1
C=0.27C;
(2)由表中数据可知,0.3s后棒作匀速运动的速度为:v=
△x
△t
=
0.1
0.1
=1m/s
由mgsinθ-F=0;
安培力表达式:F=BIL;
由闭合电路欧姆定律得:I=
E
R+r

感应电动势为:E=BLv;
联立得,m=
B2L2v
(R+r)gsinθ
=
12×0.42×1
0.4×10×sin30°
=0.08kg;
(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热.则:
mgsin30°?x7-Q=
1
2
mv2
-0
得:Q=mgsin30°?x7-
1
2
mv2
=0.08×10×0.57×0.5-
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究,实验装置的示意图可用图表示,两块面积均为S的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d。水流速度处
法拉第曾提出一种利用河流发
如图所示,足够长的光滑U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效
如图所示,足够长的光滑U形导
如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab可沿导轨滑动,原先S断开,让ab杆由静止下滑,一段时间后闭合S,则从S闭合开始计时,ab杆的运
如图所示,两竖直放置的平行
如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好.N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三组次级线圈,分
如图所示,MN和PQ为处于同一
如图,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置.保持导轨之间接触良好,金属
如图,在匀强磁场中固定放置