如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab长L=0.2m,电

如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab长L=0.2m,电阻R=1.0Ω.导轨电阻不计,导体棒紧贴导轨由静止释放下落,当导体棒匀速时,标有“6V 3W”字样的两小灯泡恰好正常发光,求:
(1)导体棒ab的质量m
(2)导体棒ab匀速时的速度.
enisitan 1年前 已收到1个回答 举报

彩色的vvNIKI 幼苗

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解题思路:(1)两小灯泡恰好正常发光,电压和功率都为额定值,由P=UI可求得通过灯泡的电流.ab相当于电源,其电流为灯光电流的2倍,得到ab中电流.导体棒匀速运动,重力与安培力平衡,列式即可求得质量m.(2)根据闭合电路欧姆定律可求出感应电动势E,再由E=BLv求解导体棒ab匀速时的速度.

(1)每个小灯泡中的电流为:I1=
P1
U1=[3/6]A=0.5A
则ab中的电流:I=2I1=2×0.5A=1A
ab所受的安培力大小为:F=BIL=0.5×1×0.2N=0.1N
导体棒匀速时,受力平衡,则得:mg=F
解得:m=[F/g]=[0.1/10]kg=0.01kg.
(2)根据闭合电路欧姆定律得ab产生的感应电动势为:
E=U1+IR=6+1×1.0V=7V
由E=BLv,知ab的运动速度:
v=[E/BL]=[7/0.5×0.2]m/s=70m/s
答:(1)导体棒ab的质量m是0.01kg.
(2)导体棒ab匀速时的速度是70m/s.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.

考点点评: 本题中灯泡正常发光是突破口,再综合运用电路、力学和电磁感应知识求解.

1年前

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