如图所示光滑足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上静止放置一

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  • 解题思路:(1)根据5s末电压表的读数,结合闭合电路欧姆定律,求出金属杆的感应电动势,根据E=BLv求出5s末的速度.

    (2)求出5s末金属杆所受的安培力,根据牛顿第二定律求出外力F,再根据外力F的功率P=Fv求出功率.

    (3)根据q=

    n

    △Φ

    R

    ,求出磁通量的变化量,△φ=BL△x,

    △x=

    1

    2

    a△

    t

    2

    ,结合两公式求出运动的时间.

    (1)金属杆在 5S末切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv

    感应电流I=

    E

    R+r

    电压表示数U=IR

    由以上各式得v=2.5m/s

    (2)金属棒加速度 a=

    v

    t=0.5m/s2 由牛顿定律F-F=ma

    5s末安培力F=BIL 5s末时外力F的功率P=Fv

    由以上各式得 P=0.25W

    (3)设0.05C的电量通过金属杆所需的时间为△t,则

    金属杆在△t内位移△x=

    1

    2a△t2

    闭合回路磁通量的变化△φ=BL△x

    回路中平均感应电动势

    .

    E=

    △φ

    △t

    回路中平均感应电流

    .

    I=

    .

    E

    R+r

    △t内通过金属杆的电量 q=

    .

    I△t

    由以上各式得△t=1s.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律;功率、平均功率和瞬时功率;安培力;法拉第电磁感应定律.

    考点点评: 解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律以及切割产生的感应电动势.知道q=n△ΦR.

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