题目内容
如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有定值电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OOˊ下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆MN从OOˊ上方某处垂直导轨放置后由静止释放,杆下落0.2m过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示(金属杆运动过程中始终与导轨保持良好接触)。求:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241153500109184.jpg)
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q;
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241153500109184.jpg)
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q;
(1)B=2T;(2)q=0.05C。
(1)由图象知,杆自由下落距离是0.05m,当地重力加速度g=10m/s2,则杆进入磁场时的速度v=
=1m/s
由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10 m/s2,由牛顿第二定律得
mg-F安=ma
回路中的电动势E=BLv
杆中的电流I=![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350119401.gif)
R并=![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350275386.gif)
F安=BIL=![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350369483.gif)
得B=
=2T
(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350478471.gif)
杆中的平均电流
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350494433.gif)
通过杆的电荷量
Q=![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350509349.gif)
q=
Q=0.05C
本题意在以金属导体在磁场中做切割磁感线运动为背景,考查电磁感应、恒定电流、力学规律等知识的综合应用,同时考查从物理图象中获取信息的能力,需要考生把金属杆下落0.2m过程中加速度a~h的关系图象所反映的物理过程清晰的展现出来。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350073409.gif)
由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10 m/s2,由牛顿第二定律得
mg-F安=ma
回路中的电动势E=BLv
杆中的电流I=
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350119401.gif)
R并=
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350275386.gif)
F安=BIL=
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350369483.gif)
得B=
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350416610.gif)
(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350478471.gif)
杆中的平均电流
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350494433.gif)
通过杆的电荷量
Q=
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350509349.gif)
q=
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115350525219.gif)
本题意在以金属导体在磁场中做切割磁感线运动为背景,考查电磁感应、恒定电流、力学规律等知识的综合应用,同时考查从物理图象中获取信息的能力,需要考生把金属杆下落0.2m过程中加速度a~h的关系图象所反映的物理过程清晰的展现出来。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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