Question

如圖所示，MN為金屬桿，在豎直平面內(nèi)貼著光滑金屬導(dǎo)軌由靜止下滑，導(dǎo)軌的間距l(xiāng)=10cm，足夠長的導(dǎo)軌上端接有電阻R=0.4Ω，金屬桿電阻r=0.1Ω，導(dǎo)軌電阻不計，整個裝置處于B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場中．若桿穩(wěn)定下落時，每秒鐘有0.02J的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，求穩(wěn)定下落時MN桿的下落速度v=？

 

Answer 1

【答案】

2m/s

【解析】

試題分析：由桿穩(wěn)定下落時，每秒鐘有0.02J的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能

則   mgv=0.02W                               

又穩(wěn)定時  mg=BIl                             

這時電流                             

這時電動勢  E=Blv                          

解得  v=2m/s                                

考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢

點評：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時，切割磁感線的導(dǎo)體可等效于電源；導(dǎo)軌及電路電阻等效于外部電路，所以求得電動勢后，電磁感應(yīng)問題就轉(zhuǎn)化為電路問題，應(yīng)用閉合電路歐姆定律即可求解．當(dāng)MN勻速運動時，從能的轉(zhuǎn)化與守恒角度看，重力做功消耗的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為回路中的電能，因而回路中的電功率應(yīng)等于重力的機(jī)械功率。