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如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻...

欄目: 練習題 / 發佈於: / 人氣:2.54W

問題詳情：

如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻相連．質量m=0.2kg的導體棒ef在恆定外力F作用下由靜止開始運動，已知導體棒與兩根導軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為f=1.0N，導體棒電阻為r=1.0Ω，整個裝置處於垂直於導軌平面向上的勻強磁場B中，導體棒運動過程中加速度a與速度v的關係如圖乙所示（取g=10m/s2）．求：

如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻...

（1）當導體棒速度為v時，棒所受安培力F安的大小（用題中字母表示）．

（2）磁場的磁感應強度B．

（3）若ef棒由靜止開始運動距離為S=6.9m時，速度已達v′=3m/s．求此過程中產生的焦耳熱Q．

【回答】

（1）如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第2張；（2）如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第3張；（3）如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第4張

【詳解】

(1)當導體棒速度為v時,導體棒上的電動勢為E,電路中的電流為I. 由法拉第電磁感應定律如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第5張 由歐姆定律如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第6張 導體棒所受安培力如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第7張 聯合解得:如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第8張   (2)由圖可以知道:導體棒開始運動時加速度如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第9張 ,初速度如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第10張 ,導體棒中無電流. 由牛頓第二定律知如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第11張 計算得出:如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第12張 由圖可以知道:當導體棒的加速度a=0時,開始以如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第13張 做勻速運動 此時有:如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第14張 解得:如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第15張

(3)設ef棒此過程中,產生的熱量為Q, 由功能關係知如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第16張 : 帶入數據計算得出如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第17張

故本題*是：（1）如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第18張；（2）如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第19張；（3）如圖*所示，兩根間距L=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻... 第20張

【點睛】

利用導體棒切割磁感線產生電動勢，在結合閉合電路歐姆定律可求出迴路中的電流，即可求出安培力的大小，在求熱量時要利用功能關係求解．

知識點：法拉第電磁感應定律

題型：解答題

Tags：L10m AB cd 電阻 阻值
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