如图所示.水平放置的光滑U型金属导轨.电阻不计.宽度L=0.5m.导轨左端连接一个定值电阻R=0.4Ω．在导轨上放着一金属棒MN.电阻R0=0.1Ω．且与导轨接触良好．一水平细线一端拴在MN的中点.另一端通过光滑定滑轮连着静止在水平地面上质量为M=0.2kg的重物.细绳拉力刚好为零．又知PN长d=0.8m．今沿垂直导轨平面加一竖直向上的匀强磁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．

如图所示，水平放置的光滑U型金属导轨，电阻不计，宽度L=0.5m，导轨左端连接一个定值电阻R=0.4Ω．在导轨上放着一金属棒MN，电阻R₀=0.1Ω．且与导轨接触良好．一水平细线一端拴在MN的中点，另一端通过光滑定滑轮连着静止在水平地面上质量为M=0.2kg的重物，细绳拉力刚好为零．又知PN长d=0.8m．今沿垂直导轨平面加一竖直向上的匀强磁场，t=0时，磁感应强度B₀=0.5T，并且以$\frac{△B}{△t}$=1T/s的变化率均匀增大，g取10m/s²．求：
（1）从t=0开始，经多长时间重物恰好被提离地面；
（2）从t=0开始到重物恰好被提离地面这一过程中整个回路产生的热量是多少．

分析（1）根据左手定则可确定感应电流方向，并由法拉第电磁感应定律；穿过回路的磁感应强度均匀变化，知产生的电流恒定，则MN所受的安培力增大，当安培力等于m的重力时，重物被吊起，根据平衡求出被吊起时的磁感应强度的大小，再根据磁感应强度的变化率求出经历的时间；
（2）依据焦耳定律，即可求解．

解答解：（1）当重物恰好被提离地面时，导体村MN受力平衡，
则有：BIL-Mg=0
由法拉第电磁感应定律，则有：E=Ld$\frac{△B}{△t}$
由欧姆定律，得：I=$\frac{E}{R+{R}_{0}}$
因B=B₀+$\frac{△B}{△t}$t
联立而解得：t=4.5s
（2）由焦耳定律，可得：Q=I²（R+R₀）t
代入数据，解得：Q=（$\frac{0.5×0.8×1}{0.4+0.1}$）²×（0.4+0.1）×4.5J=1.44J
答：（1）从t=0开始，经4.5s时间重物恰好被提离地面；
（2）从t=0开始到重物恰好被提离地面这一过程中整个回路产生的热量是1.44J．

点评解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律E=$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{△BS}{△t}$，知道磁感应强度的变化率恒定，电流则恒定，根据共点力平衡进行求解，并掌握焦耳定律的内容．

练习册系列答案

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19．

如图所示的电路中，电阻f和电感线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，是两只完全相同的灯泡，当闭合开关S时，下面能发生的情况是（　　）

	A．	B比A先亮，然后B熄灭		B．	A比B先亮，然后Ad熄灭
	C．	A、B一起亮，然后A熄灭		D．	A、B一起亮，然后B熄灭

19．下列说法正确的是（　　）

	A．	氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出β射线
	B．	光电效应实验表明入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应
	C．	核反应方程${\;}_{2}^{4}$H+${\;}_{13}^{27}$Al→${\;}_{15}^{30}$P+${\;}_{0}^{1}$n是约里奥•居里夫妇首次用人工核转变的方法获得放射性同位素
	D．	222个氡222经过一个半衰期还剩下111个氡222

16．下列说法符合史实的是（　　）

	A．	伽利略通过“理想实验”得出结论：力不是维持物体运动的原因
	B．	亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
	C．	笛卡尔认为，物体的运动需要力来维持
	D．	牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

3．在光滑水平面上，物块a以大小为v的速度向右运动，物块b以大小为u的速度向左运动，a、b发生弹性正碰．已知a的质量远远小于b的质量，则碰后物块a的速度大小是（　　）

13．