如图所示,宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻.导轨

如图所示,宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.50T.一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1)通过MN的感应电流的大小及方向;
(2)作用在导体棒上的拉力功率;
(3)若撤去F,则之后回路中产生的焦耳热.
大漠奶瓶 1年前 已收到1个回答 举报

狐妖妹儿 幼苗

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解题思路:(1)由E=BLv求出导体棒切割磁感线产生的感应电动势,由欧姆定律求出感应电流,由右手定则判断感应电流的方向;
(2)由F=BIL求出导体棒受到的安培力,然由平衡条件求出拉力,由P=Fv求出拉力的功率;
(3)由能量守恒定律求出撤去拉力后产生的焦耳热.

(1)感应电动势为:E=BLv=0.50×0.20×10V=1.0V
由欧姆定律:I=[E/R]=[1/1]A=1.0A,由右手定则可知,电流方向:从N到M;
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡,即有:
F=BIL=0.50×1.0×0.20N=0.1N,
拉力的功率为:P=Fv=0.1×10W=1W
(3)由能量守恒定律有:Q=[1/2m
v20]=
1
2×10×10−3×102J=0.5J
答:(1)通过MN的感应电流的大小为1.0A,电流方向:从N到M;
(2)作用在导体棒上的拉力功率为1W;
(3)若撤去F,则之后回路中产生的焦耳热为0.5J.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.

考点点评: 在电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功;在解题时要注意欧姆定律的综合题目,要熟练掌握各规律的应用.

1年前

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