题目内容
如图7所示,处于匀强磁场中的两根光滑的平行金属导轨相距为d,电阻忽略不计。导轨平面与水平面成θ角,下端连接阻值为2r的定值电阻和电源,电源电动势为E,内电阻为r.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为m、阻值为r的均匀金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触.接通开关K后,金属棒在导轨上保持静止状态。
(1)判断磁场的方向;
(2)求磁感应强度的大小;
(3)求金属棒的热功率。
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解:(1)由左手定则可判断磁场方向垂直导轨平面向下(2分)
(2)对金属棒受力分析如图所示,
由二力平衡有: F = mg sinθ………………………(1分)
又安培力 F = BId…………………………………….(1分)
闭合电路中通过金属棒的电流即为回路中的总电流,
由闭合电路欧姆定律有:
…………………(1分)
由以上几式解得磁感应强度
……(2分)
(3)金属棒的热功率
……(3分)
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