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如图所示,宽度为L=0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B = 0.2 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,速度为v = 5.0 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:

(1)在闭合回路中产生感应电流的大小I

(2)作用在导体棒上拉力的大小F

(3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量Q

 

(1)(2)F =0.008N(3)Q = 0.129J

解析:(1)感应电动势为     E=BLv

E=0.2V

感应电流为       

                                             (3分)

2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡

F=BIL

F =0.008N               (2分)

(3) 导体棒移动50cm的时间为                   

根据焦耳定律            Q1 = I2R t  Q1=Fs

         Q1 = 0.004J 

根据能量守恒           Q2= 

Q2= 0.125J

电阻R上产生的热量      Q = Q1+Q2

Q = 0.129J

 

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如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:

(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;

(2)作用在导体棒上的拉力的大小;

(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量。

 

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(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;

(2)作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率;

(3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个运动过程中电阻R上产生的热量。

 

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如图所示,宽度为L=0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B = 0.2 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,速度为v = 5.0 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:

(1)在闭合回路中产生感应电流的大小I

(2)作用在导体棒上拉力的大小F

(3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量Q

 

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