(11分)如图所示,在足够长的两条平行金属导轨的左端接有一个定值电阻R0,两导轨间的距离L=0.5m,在虚线的区域内有与导轨平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,虚线间的距

◎ 题目

(11分)如图所示,在足够长的两条平行金属导轨的左端接有一个定值电阻R0,两导轨间的距离L=0.5m,在虚线的区域内有与导轨平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,虚线间的距离S=1.0m。完全相同的金属棒abcd与导轨垂直放置,两棒间用2.0m长的绝缘轻杆连接。棒与导轨间无摩擦,两棒电阻皆为r=0.3Ω,导轨电阻不计。已知R0=2r。现用一外力从图示位置水平向右拉cd棒,使两棒以v=5.0m/s的速度向右匀速穿过磁场区域。

求:(1)从cd棒刚进磁场到ab棒刚离开磁场的过程中通过ab棒的电流大小和方向;
(2)从cd棒刚进磁场到ab棒刚离开磁场的过程中拉力做的功;
(3)若cd棒刚进入磁场时将水平外力去掉,经一段时间cd棒出磁场,求此段时间内通过cd棒的电量。

◎ 答案

(1) 1.0A 方向ba (2) 0.2 J (3) q=0.2C

◎ 解析


试题分析:(1)R= 
E= BLv=0.5V     ........(方程对了给1分)
I=  ........(方程对了给1分)
cd边在磁场中时Iab=       方向ab   (数值1分,方向1分)
ab边进入磁场时 Iab=I=1.0A            方向ba    (数值1分,方向1分)
(2)拉力做的功等于电路消耗的电能
W=Q=I2(R+r)t="0.2" J........(2分,方程1分,结果1分)
(3)      ......1分        ......1分
解得:q=0.2C           ........1分
点评:本题属于导体在磁场中平衡的问题,是安培力与力学知识的综合,按照力平衡的解题思路求解,分析受力是关键

◎ 知识点

    专家分析,试题“(11分)如图所示,在足够长的两条平行金属导轨的左端接有一个定值电阻R0,两导轨间的距离L=0.5m,在虚线的区域内有与导轨平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,虚线间的距…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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