(2009•遵义模拟)如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨MN和OP水平固定放置,MO间接有阻值为R的电阻,导轨相距为L

(2009•遵义模拟)如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨MN和OP水平固定放置,MO间接有阻值为R的电阻,导轨相距为L,其问有竖直向下的匀强磁场.质量为m、电阻为r的导体捧CD垂直于导轨放置,并接触良好.现用平行于MN向右的水平力拉动CD从静止开始运动,拉力的功率恒定为P,经过时问t导体捧CD达到最大速度v,不计空气阻力.求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)该过程中电阻R上所产生的焦耳热.
lzacyfhhq 1年前 已收到1个回答 举报

yangeyanping 幼苗

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解题思路:(1)导体棒CD的拉力功率恒定,CD棒先做加速度变小的加速运动,后做匀速运动,速度达到最大.由力平衡和电磁学知识求出B.(2)经过时问t,拉力做功为 Pt,根据能量守恒定律求出整个电路产生的热量.由电路的连接方式,求得电阻R上所产生的焦耳热.

(1)导体棒CD达到最大速度时,开始做匀速运动,所以拉力与安培力大小相等,则有
F=F=[P/v]
又感应电流为 I=[E/R+r]
感应电动势为 E=BLv
CD所受的安培力大小为 F=BIL
联立解得:B=
1
Lv
P(R+r)
(2)根据能量转化关系有:
Pt=Q+[1/2m
v20]
根据焦耳定律得:[R/r]=
QR
Qr
又 QR+Qr=Q
联立解得:QR=[R/R+r](Pt-[1/2mv2)
答:
(1)磁感应强度B的大小为
1
Lv
P(R+r)];
(2)该过程中电阻R上所产生的焦耳热为[R/R+r](Pt-
1
2mv2).

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: 本题是电磁感应中动态变化分析问题,导体CD的运动情况与汽车恒定功率起动类似.

1年前

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