在光滑绝缘水平面上,电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的长方形金属框abcd,以10m/s的初速度向磁感应强度B=0.5

在光滑绝缘水平面上,电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的长方形金属框abcd,以10m/s的初速度向磁感应强度B=0.5T、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去.当金属框进入磁场到达如上图所示位置时,已产生1.6J的热量.

(1)在图中ab边上标出感应电流和安培力方向,并求出在图示位置时金属框的动能.
(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率.(已知ab边长L=0.1m)
xbyyh 1年前 已收到1个回答 举报

萧小的我 花朵

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解题思路:(1)根据右手定则判断感应电流方向,由左手定则判断安培力方向.金属框进入磁场的过程中,动能转化为内能,根据能量守恒求解.(2)由Ek=12mv2求出速度.由公式E=BLv、欧姆定律结合求出电流,再得到功率.

(1)由右手定则判断知ab边上感应电流的方向b→a,由左手定则判断知ab所受的安培力方向向左.
金属框从进入磁场到图示位置能量守恒得:[1/2]mv02=[1/2]mv2+Q
则得 Ek=[1/2]mv2=[1/2]mv02-Q=[1/2]×0.05×102 J-1.6 J=0.9 J.
(2)金属框在图示位置时的速度 v=

2Ek
m=

2×0.9
0.05=6m/s
由E=BLv、I=[E/R]得:
I=[BLv/R]=[0.5×0.1×6/0.1]A=3A
感应电流的功率P=I2R=32×0.1 W=0.9 W.
答:
(1)在图中ab边上标出感应电流和安培力方向如图,在图示位置时金属框的动能是0.9J.
(2)图示位置时金属框中感应电流的功率0.9W.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率;安培力.

考点点评: 对于右手定则和左手定则,要注意使用的条件,不能混淆.要掌握法拉第定律、欧姆定律等等电磁感应的基本规律,即可解决电磁感应基本问题.

1年前

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