题目内容
如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为0.5m,处在竖直向下、磁感应强度大小B1=0.5T的匀强磁场中.导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动.质量为0.1kg的正方形金属框abcd置于竖直平面内,其边长为0.1m,每边电阻均为0.1Ω.线框的两顶点a、b通过细导线与导轨相连.磁感应强度大小B2=1T的匀强磁场垂直金属框abcd向里,金属框恰好处于静止状态.不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力,g=10m/s2,求:
(1)通过ab边的电流Iab是多大?
(2)导体杆ef的运动速度v是多大?
(1)通过ab边的电流Iab是多大?
(2)导体杆ef的运动速度v是多大?
(1)设通过正方形金属框的总电流为I,ab边的电流为Iab,dc边的电流为Idc,有:Iab=
I
Icd=
I
金属框受重力和安培力,处于静止状态,有:mg=B2IabL2+B2IdcL2
联立三式解得:Iab=
=
=7.5A
(2)由(1)可得:I=
设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有:E=B1L1v
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R,则:R=
r
根据闭合电路欧姆定律,有:I=
联立解得:v=
=
=3m/s
答:(1)通过ab边的电流Iab是7.5A.
(2)导体杆ef的运动速度v是3m/s.
| 3 |
| 4 |
Icd=
| 1 |
| 4 |
金属框受重力和安培力,处于静止状态,有:mg=B2IabL2+B2IdcL2
联立三式解得:Iab=
| 3mg |
| 4B2L2 |
| 3 |
| 4×1×0.1 |
(2)由(1)可得:I=
| mg |
| B2L2 |
设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有:E=B1L1v
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R,则:R=
| 3 |
| 4 |
根据闭合电路欧姆定律,有:I=
| E |
| R |
联立解得:v=
| 3mgr |
| 4B1B2L1L2 |
| 3×1×0.1 |
| 4×0.5×1×0.5×0.1 |
答:(1)通过ab边的电流Iab是7.5A.
(2)导体杆ef的运动速度v是3m/s.
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