问题 问答题

如图所示的U形导轨水平放置,导轨宽l=1m,左端连接阻值为0.4Ω的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量

m=48g的重物,图中L=1.6m.开始时重物与水平地面接触并处于静止.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B0=0.05T,并且以

△B
△t
=0.05T/s的变化率在增大.不计摩擦阻力(g取10m/s2),求

(1)至少经过多长时间才能将重物吊起?

(2)当重物刚要被吊起时,在电阻R上产生的热量为多少?

答案

(1)以MN为研究对象,有BIL=FT

以重物为研究对象,有FT+FN=mg,由于B在增大,安培力BIL增大,绳的拉力FT增大,地面的支持力FN减小,当FN=0时,此时

I=

△BS
△t(r+R)
=0.16A

BIL=mg

解得B=3T.

则t=

B-B0
△B
△t
=59s.

(2)根据Q=I2Rt得,

Q=0.162×0.4×59≈0.6J.

答:(1)经过59s才能将重物吊起.

(2)当重物刚要被吊起时,在电阻R上产生的热量为0.6J.

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