如图所示,在竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中,放置着一个宽度为L的金属框架,框架的右端接有电阻R.一根质量为m,电阻忽略不计的金属棒受到外力冲击后,以速度v沿框架向左运

◎ 题目

如图所示,在竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中,放置着一个宽度为L的金属框架,框架的右端接有电阻R.一根质量为m,电阻忽略不计的金属棒受到外力冲击后,以速度v沿框架向左运动.已知棒与框架间的摩擦系数为μ,在整个运动过程中,通过电阻R的电量为q,求:(设框架足够长)
(1)棒运动的最大距离;
(2)电阻R上产生的热量.
魔方格

◎ 答案

(1)设在整个运动过程中,棒运动的最大距离为S,则:
回路磁通量的变化量为:△Φ=BLS
又因为通过电阻R的电量:q=
.
I
△t
=
.
E
R
△t
=
BLS
R

解得:S=
qR
BL

(2)在整个运动过程中,金属棒的动能,一部分转化为电能,另一部分克服摩擦力做功,根据能量守恒定律,则有:
 
1
2
mv2=E+μmgS

得电阻R上产生的热量为:E=
1
2
mv2-μmgS
=
1
2
mv2
-
μmgqR
BL

答:
(1)棒运动的最大距离是
qR
BL

(2)电阻R上产生的热量为
1
2
mv2
-
μmgqR
BL

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中,放置着一个宽度为L的金属框架,框架的右端接有电阻R.一根质量为m,电阻忽略不计的金属棒受到外力冲击后,以速度v沿框架向左运…”主要考查了你对  【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。

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