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滑轨类答题技巧

时间:2018-07-12 21:56来源:未知 点击:

北京英才苑,http://ycy.com.cn滑屏在线推荐】如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MNPQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒abcd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2,问:

1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?

2)棒ab受到的力F多大?

3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?

1)棒cd受到的安培力                                                                                                   

cd在共点力作用下平衡,则                                                                       

由①②式代入数据解得 I=1A,方向由右手定则可知由dc

2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd

对棒ab由共点力平衡有                                                                            

代入数据解得 F=0.2N                                                                                                            

3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量,由焦耳定律可知                                              

ab棒匀速运动的速度大小为v,则产生的感应电动势 E=Blv                                              

由闭合电路欧姆定律知                                                                                               

由运动学公式知,在时间t内,棒ab沿导轨的位移 x=vt                                                        

F做的功 W=Fx                                                                                                                 

综合上述各式,代入数据解得 W=0.4J