题目内容
如图所示,质量为m=O.1kg、电阻r=O.1Ω的导体棒MN,垂直放在相距为L=O.5m的平行光滑金属导轨上.导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,并处于磁感应强度大小为B=0.4T方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,导轨下端接有阻值R=0.3Ω的电 阻,棒在外力F作用下,以v=8m/s的速度沿导轨向上做匀速运动,经过一定时间后撤去外力,棒继续运动一段距离s=2m后到达最高位置,导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与 导轨保持良好接触,重力加速度S取10m/s2,求
(1)棒MN向上匀速运动过程,回路中的电流
(2)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,通过电阻R 的电荷量q;
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产 生的焦耳热Q0.
(1)棒MN向上匀速运动过程,回路中的电流
(2)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,通过电阻R 的电荷量q;
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产 生的焦耳热Q0.
(1)棒MN向上匀速运动过程产生的感应电动势为:E=BLv
解得:E=1.6V
感应电流:I=
=
A=4A
(2)根据法拉第电磁感应定律可知,电路中产生的平均感应电动势:
=
=
电路中的平均电流:
=
=
流过电阻R上是电量:q=
t=
=1C
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产生的焦耳热Q.根据能量守恒得:
mv2=mgs?sinθ+Q
代人数据解得:Q=2.2J
答:(1)棒MN向上匀速运动过程,回路中的电流是4A;
(2)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,通过电阻R 的电荷量1C;
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产 生的焦耳热是2.2J.
解得:E=1.6V
感应电流:I=
E |
R+r |
1.6 |
0.3+0.1 |
(2)根据法拉第电磁感应定律可知,电路中产生的平均感应电动势:
. |
E |
△Φ |
t |
BLs |
t |
电路中的平均电流:
. |
I |
| ||
R+r |
BLs |
(R+r)t |
流过电阻R上是电量:q=
. |
I |
BLs |
R+r |
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产生的焦耳热Q.根据能量守恒得:
1 |
2 |
代人数据解得:Q=2.2J
答:(1)棒MN向上匀速运动过程,回路中的电流是4A;
(2)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,通过电阻R 的电荷量1C;
(3)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,整个回路产 生的焦耳热是2.2J.
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