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11.如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=1Ω的电阻,导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T,导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好.导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s,求:
(1)当MN向右运动5s时,通过R的电荷量q是多少?
(2)若将MN换为电阻为r=1Ω的导体棒,当MN向右运动5s时,电阻R上产生的热量是多少?其它条件不变.

分析 (1)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解电流强度,根据电荷量计算公式求解电荷量;
(2)根据闭合电路的欧姆定律求解感应电流,根据焦耳定律求解产生的焦耳热.

解答 解:(1)根据法拉第电磁感应定律可得:
E=BLv=1×0.4×5V=2V,
根据闭合电路的欧姆定律可得:
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{1}$=2A,
根据电荷量计算公式可得:
q=It=2×5C=10C;
(2)若将MN换为电阻为r=1Ω的导体棒,感应电流为:
I′=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{2}{2}$A=1A,
根据焦耳定律可得:
Q=I′2Rt=12×1×5J=5J.
答:(1)当MN向右运动5s时,通过R的电荷量q是10C;
(2)若将MN换为电阻为r=1Ω的导体棒,当MN向右运动5s时,电阻R上产生的热量为5J.

点评 本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和焦耳定律;对于导体切割磁感应线产生的感应电动势可以根据E=BLv来计算.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

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(1)如图1,O点为打点计时器打的第一个点,A、B、C三点至O点的距离分别为h1、h2、h3,打点周期T为0.02s,则B点速度vB=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$.(用物理量字母表示.不代数据)
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当打点计时器达到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了0.476J;此时重锤的动能比开始下落时增加了0.473J.(结果均保留三位有效数字)
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