(2011•南昌模拟)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P

(2011•南昌模拟)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s2.试求
时间t(s)00.10.20.30.40.50.60.7
下滑距离s(m)00.10.30.71.42.12.83.5
(1)当t=0.7s时,重力对金属棒ab做功的功率;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
九日公子 1年前 已收到1个回答 举报

萍水相逢2007 春芽

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解题思路:从下滑的距离与时间的关系中找到棒的运动情况和速度,再由功率的表达式来计算0.7s时的瞬时功率;棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,根据动能定理求得安培力做功,再去求得产生的热量.根据金属棒处于平衡状态下,求出磁感应强度与长度的乘积,从而算出在0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.

(1)由表格中数据可知:金属棒先做加速度减小的加速运动,最后以7m/s匀速下落
PG=mgv=0.01×10×7=0.7W
(2)根据动能定理:WG+W=[1/2]mvt2-[1/2]mv02
W=[1/2]mvt2-[1/2]mv02-mgh=[1/2]×0.01×72-0.01×10×3.5=-0.105J
QR=[R/R+r]E=[4/7]×0.105=0.06 J
(3)当金属棒匀速下落时,G=F
则有mg=BIL=
B2L2v
R+r
解得:BL=
m=0.1
电量q=It=[△Φ/R+r]=[BLs/R+r]=0.2C
答:(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率为0.7W;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量0.06J;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量0.2C.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;导体切割磁感线时的感应电动势.

考点点评: 电磁感应中导体切割引起的感应电动势在考试中涉及较多,应明确受力分析、功能关系等的灵活应用,注意表格中物理量数据的处理分析.

1年前

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