Question

如圖所示，寬度為L＝0.20 m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B="0.50" T。一根質量為m=10g的導體棒MN放在導軌上與導軌接觸良好，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計�，F用一平行于導軌的拉力拉動導體棒沿導軌向右勻速運動，運動速度v="10" m/s，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直。求：

（1）在閉合回路中產生的感應電流的大�。�

（2）作用在導體棒上的拉力的大小；

（3）當導體棒移動30cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產生的熱量。

 

Answer 1

【答案】

（1）1.0 A （2）F="BIL=0.1N"   （3）0.53J 

【解析】

試題分析：（1）感應電動勢為 E=BLv=1.0V      （2分）

感應電流為 ="1.0" A          （2分）

（2）導體棒勻速運動，安培力與拉力平衡

即有F="BIL=0.1N"                                             （3分）

（3） 導體棒移動30cm的時間為 = 0.03s             (1分)

根據焦耳定律， Q₁ = I²R t = 0.03J （或Q₁=Fs=0.03J）(2分)

根據能量守恒， Q₂== 0.5J                    (2分)

電阻R上產生的熱量   Q = Q₁+Q₂ = 0.53J           （1分）

考點：考查電磁感應與電路

點評：本題難度較小，首先應把系統轉化為電路問題，再由閉合電路歐姆定律求解