问题 计算题

如图所示,两根平行的间距为L=1m的光滑金属导轨(电阻忽略不计)竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B=1T,磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;从图中M处由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且匀速穿过磁场区域.设重力加速度为g=10m/s2。求:

(1)产生感应电流的大小和方向;

(2)在整个过程中,回路产生的热量;

(3)M距L1的高度。

答案

(1)  (2)1.0J(3)

(1) 在磁场匀速运动时,有

mg=BIL               ①

所以             ②

(2) 回路产生的热量为

Q=Wa=magd =1.0J 

(3) a棒中的电流           ③ 

a棒速度               ④

M距L1的高度                     ⑤ 

联立   ③④⑤ 代入数据的    

本题考查电磁感应中的牛顿定律问题,匀速运动时重力等于安培力,列式求解,匀速运动时重力功率转化为焦耳热功率

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