如图所示,宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻.导轨

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  • 解题思路:(1)导体棒沿导轨向右匀速运动时垂直切割磁感线,产生感应电动势,由公式E=BLv求出,再由欧姆定律求解感应电流的大小.

    (2)安培力的大小为F=BIL.导体棒匀速运动时,拉力与安培力大小相等,即可求出拉力的大小.

    (3)分两个过程求解热量:匀速运动过程,由焦耳定律求热量;撤去拉力后过程,导体棒做减速运动,由能量守恒定律求解热量.

    (1)导体棒产生的感应电动势为 E=BLv=1.0V

    感应电流为I[E/R]=1.0 A

    (2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡

    即有 F=F=BIL=0.1N

    (3)导体棒移动30cm的时间为 t=[l/v]=0.03s

    根据焦耳定律,Q1=I2R t=0.03J

    撤去F后,导体棒做减速运动,其动能转化为内能,则根据能量守恒,有

    Q2=

    1

    2mv2=0.5J

    故电阻R上产生的总热量为Q=Q1+Q2=0.53J

    答:

    (1)在闭合回路中产生的感应电流的大小为1A;

    (2)作用在导体棒上的拉力的大小是0.1N;

    (3)整个过程电阻R上产生的热量是0.53J.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;共点力平衡的条件及其应用;电磁感应中的能量转化.

    考点点评: 本题是简单的电磁感应与力学知识的综合题,从力和能两个角度进行研究.

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