如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的电阻不计),EF杆放置在水

◎ 题目

如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的电阻不计),EF杆放置在水平绝缘平台上,回路NMEF置于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向里,磁感应强度B=1T,试求:

(1)EF杆不动,MN杆以0.1m/s的速度向上运动时,杆MN两端哪端的电势高?MN两端电势差为多大?
(2)当MN杆和EF杆的质量均为m=10-2kg。MN杆须有多大的速度向上运动时,EF杆将开始向上运动?此时拉力的功率为多大?

◎ 答案

(1)M端  0.01V (2)1m/s   0.2W

◎ 解析


试题分析:(1)由右手定则可知M端电势高,N端电势低。
由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律可得

(2)由平衡条件知当EF杆开始运动时有
可得

以此时拉力大小为
则拉力功率为
点评:在电磁感应现象中,判断电势的高低常常要区分是电源和外电路,根据电源的正极电势比负极电势高,在外电路中,顺着电流方向,电势降低,运用楞次定律判断电流方向,确定电势的高低。本题计算功率的关键是EF杆开始运动时有

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的电阻不计),EF杆放置在水…”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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