问题 计算题

图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场垂直。质量为m=6.0×10-3 kg、电阻为r=1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率为P=0.27W,重力加速度g取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2

答案

解:(1)由题义,稳定后重力做功将机械能转化成回路中的电能  

解之得

(2)等效电路如图所示,由法拉第电感感应定律有E=Blv

由闭合回路的欧姆定律有

又P=EI

联立解之得  

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