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(l)细线刚被拉断时,整个电路消耗的总电功率P;
(2)从cd棒开始下落到细线刚好被拉断的过程中,通过cd棒的电荷量q.
分析:(1)设细线的拉力大小为F,细线刚被拉断时,ab棒所受各力满足:F=IabLB+mg,可求得电流Iab.进而可得到电阻R中的电流和cd棒中的电流,即可求得总电功率P.
(2)由上题求出感应电动势E,由E=BLv求出棒的速度,运用动量定理求解通过cd棒的电荷量q.
(2)由上题求出感应电动势E,由E=BLv求出棒的速度,运用动量定理求解通过cd棒的电荷量q.
解答:解:(1)细线刚被拉断时,ab棒所受各力满足:F=IabLB+mg
得:Iab=
=0.6A
电阻R中的电流:IR=
=0.3A
cd棒中的电流:Icd=Iab+IR=0.6 A+0.3A=0.9A
cd棒中产生的感应电动势:E=Icd(
+r)=0.75V
整个电路消耗的总电功率:P=Pab+Pcd+PR=Iab2r+Icd2r+IR2R=0.675W (或P=E Icd=0.675W)
(2)设线断时cd棒的速度为V,则有:
E=BLV,
故:V=
=1.875m/s
对cd棒由动量定理可得:
mgt-
LBt=mV
又电量q=
t
得:q=
=0.8125C
答:(l)细线刚被拉断时,整个电路消耗的总电功率P是0.675W;
(2)从cd棒开始下落到细线刚好被拉断的过程中,通过cd棒的电荷量q是0.8125C.
得:Iab=
F-mg |
BL |
电阻R中的电流:IR=
Iabr |
R |
cd棒中的电流:Icd=Iab+IR=0.6 A+0.3A=0.9A
cd棒中产生的感应电动势:E=Icd(
Rr |
R+r |
整个电路消耗的总电功率:P=Pab+Pcd+PR=Iab2r+Icd2r+IR2R=0.675W (或P=E Icd=0.675W)
(2)设线断时cd棒的速度为V,则有:
E=BLV,
故:V=
E |
BL |
对cd棒由动量定理可得:
mgt-
. |
I |
又电量q=
. |
I |
得:q=
mgt-mV |
BL |
答:(l)细线刚被拉断时,整个电路消耗的总电功率P是0.675W;
(2)从cd棒开始下落到细线刚好被拉断的过程中,通过cd棒的电荷量q是0.8125C.
点评:本题考查了电磁感应定律、闭合电路欧姆定律,特别是应用动量定理求电量.
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