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        1. 如圖,電阻不計的光滑U形導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距d=0.5m,導(dǎo)軌一端接有R=4.0Ω的電阻.有一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1.0Ω的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置.整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T.現(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab,使它以v=10m/s的速度向右做勻速運動.設(shè)導(dǎo)軌足夠長.求:
          (1)求水平拉力的大小及金屬棒ab兩端的電壓Uab;
          (2)若某時刻撤去外力,從撤去外力到金屬棒停止運動,求電阻R產(chǎn)生的熱量.
          分析:(1)金屬棒勻速運動時,拉力等于安培力,根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大小,求出ab兩端的電壓以及求出ab棒所受的安培力,從而求出水平拉力的大小.
          (2)根據(jù)能量守恒定律求出整個回路產(chǎn)生的熱量,從而求出電阻R上產(chǎn)生的熱量.
          解答:解:(1)當ab棒做勻速運動時,有:F=FA=BIL.
          I=
          BLv
          R+r
          =
          0.2×0.5×10
          4+1
          A=0.2A

          則F=BIL=0.2×0.2×0.5N=0.02N.
          ab兩端的電壓Uab=IR=0.2×4V=0.8V.
          (2)根據(jù)能量守恒定律得,整個回路產(chǎn)生的熱量Q=
          1
          2
          mv2=
          1
          2
          ×0.1×100J=5J

          則電阻R上產(chǎn)生的熱量QR=
          R
          R+r
          Q=
          4
          5
          ×5J=4J

          答:(1)水平拉力的大小為0.02N,金屬棒ab兩端的電壓為0.8V.
          (2)電阻R產(chǎn)生的熱量為4J.
          點評:本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合應(yīng)用,關(guān)鍵是安培力的分析和計算,它是聯(lián)系力學(xué)與電磁感應(yīng)的橋梁.
          練習冊系列答案
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          (1)求金屬棒ab兩端的電壓;
          (2)求水平拉力F的大小
          (3)若某時刻撤去外力,從撤去外力到金屬棒停止運動,求電阻R產(chǎn)生的熱量.

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          如圖,電阻不計的光滑U形導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距d=0.5m,導(dǎo)軌一端接有的電阻。有一質(zhì)量、電阻的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置。整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T,F(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab,使它以的速度向右做勻速運動。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。

              (1)求金屬棒ab兩端的電壓;

              (2)若某時刻撤去外力,從撤去外力到金屬棒停止運動,求電阻R產(chǎn)生的熱量。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖,電阻不計的光滑U形導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距d = 0.5m,導(dǎo)軌一端接有R = 4.0Ω的電阻。有一質(zhì)量m = 0.1kg、電阻r = 1.0Ω的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置。整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度B = 0.2T。現(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab,使它以v = 10m/s的速度向右做勻速運動。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。

             (1)求金屬棒ab兩端的電壓;

             (2)若某時刻撤去外力,從撤去外力到金屬棒停止運動,求電阻R產(chǎn)生的熱量。

           

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             (1)求金屬棒ab兩端的電壓;

             (2)若某時刻撤去外力,從撤去外力到金屬棒停止運動,求電阻R產(chǎn)生的熱量。

           

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