(2010•杨浦区一模)如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道之间用电阻R=2Ω连接,有一

1个回答

  • 解题思路:(1)根据电量表达式、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律,即可求解;

    (2)根据牛顿第二定律,结合安培力公式与运动学公式,即可求解;

    (3)由牛顿第二定律,与安培力公式可求出拉力与时间的关系式,并作出图象.

    (1)设全过程中平均感应电动势为E,平均感应电流为I,时间△t,

    则通过电阻R的电荷量:

    q=I△t,I=

    E

    R,E=

    △φ

    △t=

    2BLs

    △t.

    得q=

    2BLs

    R=1C

    (2)拉力撤去时,导体杆的速度为v,拉力撤去后杆运动时间为△t2,平均感应电流为I2

    根据牛顿第二定律有:

    BI2L2=m

    v

    △t2,

    BI2L△t2=mv

    ∵I2△t2=q′=

    q

    2=

    BLs

    R

    B2L2s

    R=mv,

    v=

    B2L2s

    mR=

    22×12×0.5

    0.5×2m/s=2m/s2

    所以a=

    v2

    2s=4m/s2

    (3)F=ma+BIL=ma+

    B2L2at

    R,

    拉力作用时间t=

    v

    a=0.5s,此时Fmax=6N;

    t=0时,F=ma=2N

    画出拉力随时间变化的F-t图象

    答:全过程中通过电阻R的电荷量为1C,匀加速运动的加速度为4m/s2

    点评:

    本题考点: 法拉第电磁感应定律;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律;安培力.

    考点点评: 考查电学知识,并与力、运动相综合,掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等规律的应用,同时学会作关系式的图象.

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