如图所示,宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻.导

如图所示,宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻.导轨cd段右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T.一根质量为m=10g,电阻r=0.1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好.现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连,将重物从图示位置由静止释放.当导体棒ab到达cd时,钩码距地面的高度为h=0.3m.已知导体棒ab进入磁场时恰做v=10m/s的匀速直线运动,导轨电阻可忽略不计,取g=10m/s 2 .求:
(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小
(2)挂在细线上的钩码的重力大小
(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量.
soupsun 1年前 已收到1个回答 举报

dino168 幼苗

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(1)感应电动努为:E=BLv=1.0V
感应电流: I=
BLv
R+r =
0.50×0.20×10
0.9+0.1 A=1A
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡,则有:
BIL=Mg
所以: M=
BIL
g =
0.50×1×0.20
10 kg=0.01kg
(3)导体棒移动30cm的时间为: t=
l
v =0.03s
根据焦耳定律有: Q 1 = I 2 (R+r)t=0.03J (或Q 1 =Mgh=0.03J)
根据能量守有: Q 2 =
1
2 m v 2 =0.5J
电阻R上产生的热量: Q=( Q 1 + Q 2 )
R
R+r =0.477J
答:(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小1A;
(2)挂在细线上的钩码的重力大小0.01Kg;
(3)则导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量0.477J.

1年前

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