题目内容
如图所示,相距为L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,OO′为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab.
(1)若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动,其速度一位移关系图象如图乙所示,则在经过位移为3L的过程中电阻R上产生的电热Q1是多少?ab杆在离开磁场前瞬间的加速度是多少?
(2)若ab杆固定在导轨上的初始位置,磁场按B1=Bcosωt规律由B减小到零,在此过程中电阻R上产生的电热为Q2,求ω的大小.
(1)ab杆在位移L到3L的过程中,由动能定理
ab杆在磁场中发生L位移过程中,恒力F做的功等于ab杆增加的动能和回路产生的电能 解得
ab杆在离开磁场前瞬间,水平方向上受安培力F安和外力F作用,加速度为a,
解得
(2)当磁场按规律变化时,闭合回路的磁通量Φ的变化规律为
该过程中穿过线圈的磁通量,与线圈在磁场中以角速度匀速转动时的变化规律相同,因此回路中产生交流电。
电动势最大值
磁场减小到零,相当于线圈转过90°,经历四分之一周期,过程中产生的电热
解得
练习册系列答案
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如图所示,相距为L的平行金属导轨ab、cd与水平面成θ角放置,导轨与阻值均为R的两定值电阻R1、R2相连,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一质量为m、阻值也为R的导体棒MN,以速度v沿导轨匀速下滑,它与导轨之间的动摩擦因数为μ,忽略感应电流之间的相互作用,则( )
A、导体棒下滑的速度大小为
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B、电阻R1消耗的热功率为
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C、导体棒两端电压为
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D、t时间内通过导体棒的电荷量为
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