题目内容
如图所示,两平行光滑导轨相距20cm,导轨电阻不计,金属棒MN的质量为10g,电阻R=10Ω,匀强磁场磁感应强度B的方向竖直向下,大小为5T,导轨平面与水平面的夹角θ=45°,当 MN沿导轨以10m/s速度匀速下滑时,求变阻器R的阻值(导轨足够长,g取10m/s2).
【答案】分析:当棒沿导轨下滑过程中,切割磁感线,从而产生电动势,出现感应电流,导致棒受到安培力作用,当匀速下滑时,则可求出感应电动势,再根据平衡可得出电流,从而由闭合电路的殴姆定律算出电阻.
解答:解:对金属棒受力分析,重力、支持力与安培力.处于平衡状态
由E=BLV,
再由殴姆定律可得:
根据平衡条件可得:mgsinθ=BILcosθ
由以上式子可得:R=90Ω
答:使MN沿导轨以10m/s速度匀速下滑时,则变阻器R的阻值为90Ω
点评:应用平行四边形定则来处理三力平衡,由法拉第电磁感应定律来计算感应电动势,左手定则来确定安培力的方向.殴姆定律来构建E、I及R关系.
解答:解:对金属棒受力分析,重力、支持力与安培力.处于平衡状态
由E=BLV,
再由殴姆定律可得:
根据平衡条件可得:mgsinθ=BILcosθ
由以上式子可得:R=90Ω
答:使MN沿导轨以10m/s速度匀速下滑时,则变阻器R的阻值为90Ω
点评:应用平行四边形定则来处理三力平衡,由法拉第电磁感应定律来计算感应电动势,左手定则来确定安培力的方向.殴姆定律来构建E、I及R关系.
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