如圖所示,寬度為L(zhǎng)=0.40 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=2.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.40 T。一根質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度v=0.50 m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求:

(1)在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大。

(2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小;

(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)50cm時(shí)撤去拉力,求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。

 

(1)4.0×10-2 A(2)6.4×10-3N(3)1.57×10-2J

解析:導(dǎo)體棒向右切割磁感線,向右的拉力與安培力相等,在導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力做的功全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱,撤去拉力后導(dǎo)體棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱,所以求焦耳熱可以分兩個(gè)過(guò)程去求

(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv =0.40×0.40×0.5V = 8.0×10-2V    2分

感應(yīng)電流為  A= 4.0×10-2 A            2分                                 

(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),安培力與拉力平衡

即有F=BIL=0.40×4.0×10-2×0.4 N =6.4×10-3N            2分

                                                     

(3)導(dǎo)體棒移動(dòng)50cm的時(shí)間為  = 1.0s                          1分

根據(jù)焦耳定律,Q1 = I2R t = J= 3.2×10-3 J            1分

根據(jù)能量守恒,Q2==J=1.25×10-2 J             1分

電阻R上產(chǎn)生的熱量   Q = Q1+Q2 = 3.2×10-3+1.25×10-2J=1.57×10-2J    1分

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,寬度為L=0.20 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50 T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì),F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度v=10 m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求:

(1)在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小;

(2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大;

(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm時(shí)撤去拉力,求整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。

 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,寬度為L=0.2 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B = 0.2 T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì),F(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),速度為v = 5.0 m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求:

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小I

(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力的大小F;

(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)50cm時(shí)撤去拉力,求整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q。

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年福建省泉州一中高二下學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

如圖所示,寬度為L=0.20 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B="0.50" T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度v="10" m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求:

(1)在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大;
(2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小;

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科目:高中物理 來(lái)源:2010-2011學(xué)年北京市豐臺(tái)區(qū)高三第一學(xué)期期末考試物理試卷 題型:計(jì)算題

如圖所示,寬度為L(zhǎng)=0.40 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=2.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.40 T。一根質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì),F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度v=0.50 m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求:

(1)在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大。

(2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小及拉力的功率;

(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)50cm時(shí)撤去拉力,求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2012屆度北京市石景山區(qū)高三上學(xué)期期末考試物理卷 題型:計(jì)算題

如圖所示,寬度為L=0.2 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B = 0.2 T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì),F(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),速度為v = 5.0 m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求:

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小I

(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力的大小F;

(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)50cm時(shí)撤去拉力,求整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q。

 

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