题目内容
【题目】如图所示,间距L=1m的两根足够长的固定水平平行导轨间存在着匀强磁场,其磁感应强度大小B=1T、方向垂直于纸面向里,导轨上有一金属棒MN与导轨垂直且在水平拉力F作用下以v=2m/s的速度水平向左匀速运动.R1=8Ω.R2=12Ω.C=6μF.导轨和棒的电阻及一切摩擦均不计.开关S1,S2闭合,电路稳定后,求:
(1)通过R2的电流I的大小和方向;
(2)拉力F的大小;
(3)开关S1切断后通过R2的电荷量Q.
【答案】(1)0.1A(2)0.1N(3)7.2×10-6C
【解析】(1)开关S1、S2闭合后,根据右手定则知棒中的感应电流方向是由M→N,所以通过R2的电流方向是由b→a.MN中产生的感应电动势的大小E=BLv.
流过R2的电流I=.
代入数据解得I=0.1A。.
(2)棒受力平衡,有, .
代入数据解得
(3)开关S1、S2闭合,电路稳定后,电容器所带电荷量Q1=CIR2.
S1切断后,流过R2的电荷量Q等于电容器所带电荷量的减少量,即Q=Q1-0
代入数据解得Q=7.2×10-6C.
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