如图所示,MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨,其电阻可以忽略不计,轨道间距L=0.60m.匀强磁场垂直于导轨平面向下

如图所示,MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨,其电阻可以忽略不计,轨道间距L=0.60m.匀强磁场垂直于导轨平面向下,磁感应强度B=1.0×10-2T,金属杆ab垂直于导轨放置,与导轨接触良好,ab杆在导轨间部分的电阻r=1.0Ω.在导轨的左端连接有电阻R1、R2,阻值分别为Rl=3.0Ω,R2=6.0Ω.ab杆在外力作用下以υ=5.0m/s的速度向右匀速运动.求:
(1)通过ab杆的电流I;
(2)a、b两点间的电势差Uab
(3)电阻R1上发热功率.
sshbsh_fhp 1年前 已收到1个回答 举报

幻色小靡 幼苗

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解题思路:(1)根据右手定则得金属导线ab向右运动时切割磁感线产生的感应电流方向和a、b电势高低;
(2)金属导线ab相当于电源,外电路为电阻R,由闭合电路欧姆定律求解ab杆的电流;
(3)根据能量守恒得外界的能量转化成整个电路产生的焦耳热,从而求出电阻R1上的功率.

(1)由电路可知,电阻R1、R2,并联后,再与杆电阻串联,则总电阻为:R=
R1R2
R1+R2+r=[3×6/3+6]+1=3Ω
根据闭合电路欧姆定律,则有感应电流大小:I=[E/R]=[0.03/3]A=0.01A;
(2)根据右手定则可知:ab中产生的感应电流方向为b→a,因杆相当于电源,电流从负极流向正极,则a端的电势高;
杆ab切割产生的感应电动势:E=BLv=1×10-2×0.6×5V=0.03V;
ab两端电压 U=I
R1R2
R1+R2=[3×6/3+6]×0.01V=0.02V
(3)因电阻R1、R2,并联,且R1=3.0Ω,R2=6.0Ω,由于电流与电阻成反比,则流过电阻R1上为:
I1=
R2
R1+R2I=[6/3+6]×0.01A=[1/150]A;
根据焦耳定律,则有:Q=I12R1=(
1
150)2×3=1.3×10-4W
答:
(1)ab杆的a端的电势高;
(2)通过ab杆的电流为0.01A;
(3)电阻R1上功率为1.3×10-4W

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.

考点点评: 本题比较简单考查了电磁感应与电路的结合,解决这类问题的关键是正确分析外电路的结构,然后根据有关电学知识求解.

1年前

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