如图3-5-22所示,MN、PQ为两根间距不均的金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨的一端接阻值为10Ω的电阻R1和电流表,另一端接阻值为5Ω的电阻R2.质量为m="0.1"

◎ 题目

如图3-5-22所示,MN、PQ为两根间距不均的金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨的一端接阻值为10 Ω的电阻R1和电流表,另一端接阻值为5 Ω的电阻R2.质量为m="0.1" kg的金属棒放在导轨ab处,以初速度v0="8" m/s滑到导轨的a′b′处,历时t="0.08" s.导轨在ab处的间距L1="0.5" m,在a′b′处的间距L2="1.0" m.若金属棒滑动时始终与导轨接触良好,电流表的示数保持不变,不计棒与导轨间的摩擦以及其他电阻的影响.求:

图3-5-22
(1)金属棒在导轨a′b′处的速度;
(2)电流表的示数;
(3)匀强磁场的磁感应强度.

◎ 答案

(1)4 m/s  (2)1 A  (3)2.5 T

◎ 解析

(1)由金属棒滑动过程中电流表示数不变可知棒在ab处和a′b′处产生的感应电动势相等,即BL1v0=BL2v′
金属棒在a′b′处的速度为v′=v0="4" m/s.
(2)设流过金属棒的电流为I,金属棒运动过程中只有安培力做功,由能量关系有
I2Rt=mv02-mv′2
而R=Ω,解得I="3" A,电流表的示数IA=·I=×3 A="1" A.
(3)根据IA=得,B="2.5" T.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图3-5-22所示,MN、PQ为两根间距不均的金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨的一端接阻值为10Ω的电阻R1和电流表,另一端接阻值为5Ω的电阻R2.质量为m="0.1"…”主要考查了你对  【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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