Question

如圖所示，寬度為L(zhǎng)＝0.20 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B="0.50" T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)�，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v="10" m/s，在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求：

（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大�。�

（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大�。�

（3）當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm時(shí)撤去拉力，求整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。

 

Answer 1

【答案】

（1）1.0 A （2）F="BIL=0.1N"   （3）0.53J 

【解析】

試題分析：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv=1.0V      （2分）

感應(yīng)電流為 ="1.0" A          （2分）

（2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，安培力與拉力平衡

即有F="BIL=0.1N"                                             （3分）

（3） 導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm的時(shí)間為 = 0.03s             (1分)

根據(jù)焦耳定律， Q₁ = I²R t = 0.03J （或Q₁=Fs=0.03J）(2分)

根據(jù)能量守恒， Q₂== 0.5J                    (2分)

電阻R上產(chǎn)生的熱量   Q = Q₁+Q₂ = 0.53J           （1分）

考點(diǎn)：考查電磁感應(yīng)與電路

點(diǎn)評(píng)：本題難度較小，首先應(yīng)把系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電路問題，再由閉合電路歐姆定律求解