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导体切割磁感线时的感应电动势

来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/10 05:51:59
如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，两导轨间距L=1m，导轨的电阻可忽略．M、P两点间接有阻值为R 的电阻．一根质量m=1kg、电阻r=0.2Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好．整套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．自图示位置起，杆ab受到大小为F=0.5v+2（式中v为杆ab运动的速度，力F的单位为N）、方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用，由静止开始运动，测得通过电阻R的电流随时间均匀增大．g取10m/s2，sin37°=0.6．
（1）试判断金属杆ab在匀强磁场中做何种运动，并请写出推理过程；
（2）求电阻的阻值R；
（3）求金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1m所需的时间t和该过程中整个回路产生的焦耳热Q． （3）由x= 1 2at2得，所需时间t= 2x a=0.5s
在极短时间△t内，回路产生的焦耳热为
△Q= (BLv)2 R+r△t= (BLat)2 R+r△t=32t2△t
在t=0.5s内产生的焦耳热Q= 32t2△t= 32 3×(0.5)3J＝ 4 3J 第（3）问为什么不能用安培力做的功=Q来求？求出的值为2为什么？
解题思路： 从电磁感应结合功能关系去分析考虑
解题过程：
如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，两导轨间距L=1m，导轨的电阻可忽略．M、P两点间接有阻值为R 的电阻．一根质量m=1kg、电阻r=0.2Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好．整套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．自图示位置起，杆ab受到大小为F=0.5v+2（式中v为杆ab运动的速度，力F的单位为N）、方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用，由静止开始运动，测得通过电阻R的电流随时间均匀增大．g取10m/s2，sin37°=0.6．
（1）试判断金属杆ab在匀强磁场中做何种运动，并请写出推理过程；
（2）求电阻的阻值R；
（3）求金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1m所需的时间t和该过程中整个回路产生的焦耳热Q． 解： ⑴金属杆做匀加速运动（或金属杆做初速为零的匀加速运动）。 通过R的电流 因通过R的电流随时间均匀增大 即杆的速度随时间均匀增大，杆的加速度为恒量 故金属杆做匀加速运动。 ⑵对回路，根据闭合电路欧姆定律 对杆，根据牛顿第二定律有： 将代入得：，因与无关，所以 得 ⑶由得，所需时间 在极短时间内，回路产生的焦耳热 在内产生的焦耳热 （2分） 或写作：在内产生的焦耳热 （这里主要是安培力为变力，因而不能直接运用功的公式去求解安培力所做的功。）
最终答案：略
闭合电路一部分导体切割磁感线产生的感应电动势 怎么样避免在利用导体切割磁感线时的感应电动势公式时出错? 闭合回路导体切割磁力线产生感应电动势~ 是不是导体切割磁感线就一定产生感应电动势? 导体切割磁感线一定产生感应电动势吗? 不计电阻的导体切割磁感线,能产生感应电动势吗?如果电阻为0,电动势不也要为0? 磁通量变化产生感应电动势,导体切割磁感应线产生感应电动势 不闭合回路中导体切割磁感线,导体是否产生感应电动势,如果有,从能量的角度如何解释? 圆环切割磁场的感应电动势题目! 导体棒切割磁感线产生感应电动势,哪里的磁通量变化了,产生感应电动势的条件不是磁通量发生变化吗? 导体转动的感应电动势大小 关于切割磁感线的一跟导体在磁场中切割磁感线时有感应电动势,那为什么闭合线圈在磁场中平移没有感应电动势呢.不是也有导体在切