题目内容
平行轨道PQ、MN两端各接一个电热丝,阻值R1=R2=8Ω,轨道间距L=1m,轨道很长,本身电阻不计.轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度为2cm.磁感应强度的大小均为B=1T,每段无磁场的区域宽度为1cm,导体棒ab本身电阻r=1Ω,与轨道接触良好.现让ab以v=10m/s的速度向右匀速运动.
(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流为多大?ab两端的电压为多大?ab所受磁场力为多大?
(2)在答题卡上画出通过ab的电流与时间的关系图象(要求:①ab中开始有电流时为零时刻;②ab中电流a流向b为正;③在坐标轴上标出具体数值;④至少画2个周期).
(3)整个过程中.通过ab的电流的有效值为多大?

(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流为多大?ab两端的电压为多大?ab所受磁场力为多大?
(2)在答题卡上画出通过ab的电流与时间的关系图象(要求:①ab中开始有电流时为零时刻;②ab中电流a流向b为正;③在坐标轴上标出具体数值;④至少画2个周期).
(3)整个过程中.通过ab的电流的有效值为多大?
分析:(1)棒ab相当于电源,两个外电阻并联;根据切割公式求解电动势,然后根据闭合电路欧姆定律求解电流,并进一步确定路端电压和安培力.
(2)先求解出每个周期的电流情况,然后根据有效值定义求解.
(2)先求解出每个周期的电流情况,然后根据有效值定义求解.
解答:解:
(1)感应电动势E=BLv=10V
外电阻R=
=4Ω
ab中的电流I=
=2A
ab两端的电压为U=IR=8V
ab所受的安培力为F=BIL=2N
(2)ab在磁场区域运动时间t1=
=2×10-3s
在无磁场区域运动时间t2=
=1×10-3s
通过ab的电流与时间的关系图象如下图

(3)ab中交流电的周期T=2(t1+t2)=6×10-3s
由交流电有效值的定义,可得2I2Rt1=
RT
即IYX=
A
答:(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流是2A,ab两端的电压为8V,ab所受磁场力为2N;
(2)图象如图所示.
(3)整个过程中,通过ab的电流是交变电流,则其有效值为
A.
(1)感应电动势E=BLv=10V
外电阻R=
| R1R2 |
| R1+R2 |
ab中的电流I=
| E |
| R+r |
ab两端的电压为U=IR=8V
ab所受的安培力为F=BIL=2N
(2)ab在磁场区域运动时间t1=
| l1 |
| v |
在无磁场区域运动时间t2=
| l2 |
| v |
通过ab的电流与时间的关系图象如下图
(3)ab中交流电的周期T=2(t1+t2)=6×10-3s
由交流电有效值的定义,可得2I2Rt1=
| I | 2 YX |
即IYX=
2
| ||
| 3 |
答:(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流是2A,ab两端的电压为8V,ab所受磁场力为2N;
(2)图象如图所示.
(3)整个过程中,通过ab的电流是交变电流,则其有效值为
2
| ||
| 3 |
点评:本题关键理清电路结构,然后根据闭合电路欧姆定律、切割公式、有效值定义列式求解,不难.
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