题目内容

1.如图a所示,水平放置着两根相距为d=0.1m的平行金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计且两导轨用一根电阻也不计的导线相连.导轨上跨放着一根粗细均匀,长为L=0.3m、电阻R=3.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d.整个空间充满垂直于导轨向上的磁场,磁场B随时间变化的规律如图b所示.t=0时刻,金属棒ab在外力的作用下从导轨的最右端以速度v=4.0m/s向左做匀速直线运动,则2s末回路中产生的电流的大小为0.8A,t=8s时金属棒ab两端点间的电势差为2.4V.

分析 根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小,再根据闭合电路的欧姆定律求感应电流的大小;
应用E=BLv求出感应电动势,应用欧姆定律与串联电路特点求出ab两端点间的电势差.

解答 解:由图b可知,4s末磁感应强度B=2T,
回路中产生的感应电动势为:E=$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{△B}{△t}$S=$\frac{△B}{△t}$dvt=$\frac{2}{4}$×0.1×4×4=0.8V,
回路中感应电流为:I=$\frac{E}{r}$=$\frac{0.8}{\frac{1}{3}×3}$=0.8A,
导轨及导线电阻不计,cd段电压等于cd切割磁感线产生的电动势,
t=8s时,ab两端电势差:U=E=BLv=2×0.3×4=2.4V;
故答案为:0.8A;2.4V.

点评 本题是电磁感应与电路知识的综合,由图示图象求出磁感应强度随时间变化关系是解题的前提,应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律与E=BLv可以解题.

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