题目内容
(20分)足够长的平行金属导轨ab、cd放置在水平面上,处在磁感应强度B=1.00T的竖直方向的匀强磁场中,导轨间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,质量m=0.5kg的金属棒ef与bc紧贴在导轨上,处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω,如图所示。在水平恒力F作用下金属棒ef由静止开始向右运动,其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒ef间的动摩擦因数为0.3,导轨电阻不计,g=10
求:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/201408250039009223519.jpg)
(1)在4.0s时间内,通过金属棒截面的电荷量q;
(2)水平恒力F;
(3)庆丰同学在计算7.0s时间内,整个回路产生的焦耳热Q时,是这样计算的:
先算7.0s内的电荷量
再算电流
再用公式
计算出焦耳热
请你简要分析这样做是否正确?认为正确的,请算出结果;认为错误的,请用自己的方法算出7.0s,整个回路产生的焦耳热Q。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003900875388.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/201408250039009223519.jpg)
时间t(s) | 0.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 |
运动距离x(m) | 0.0 | 0.6 | 2.0 | 4.3 | 6.8 | 9.3 | 11.8 | 14.3 |
(2)水平恒力F;
(3)庆丰同学在计算7.0s时间内,整个回路产生的焦耳热Q时,是这样计算的:
先算7.0s内的电荷量
再算电流
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003900938508.png)
再用公式
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003900953459.png)
请你简要分析这样做是否正确?认为正确的,请算出结果;认为错误的,请用自己的方法算出7.0s,整个回路产生的焦耳热Q。
(1)6.8C (2)2.5N (3)12.7J
试题分析:(1).金属棒产生的平均感应电动势
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003900984909.png)
平均电流
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003901016613.png)
电荷量
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003901047667.png)
(2).由表中数据可知3.0s以后棒ef做匀速直线运动
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003901062920.png)
F-f=BIL (2分)
由
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003901016613.png)
解得F="BIL+" f=2.5N (3分)
(3)庆丰同学用电流的平均值计算焦耳热是错误的, (2分)
根据能量转化和守恒定律有
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/201408250039010941058.png)
解得Q=12.7J (2分)
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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