竖直放置的光滑U形导轨宽0.5m,电阻不计,置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中,磁场垂直于导轨平面,如图所示,质量为

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  • 解题思路:(1)应用二级结论q=△Φ R可以直接得到通过PQ的电量达到0.2C时,PQ下落高度.(2)PQ在下落中受到安培力和重力,安培力与速度有关,方向向上且逐渐增大,故当安培力等于重力时PQ速度最大,由此可得PQ的最大速度.(3)PQ下落过程中重力势能转化为动能和电热,故由能量守恒可得PQ下落过程产生的热量.

    (1)由电量q=[△Φ /R]=[B△S/R]=[BLh/R],解得:h=[qR/BL]=[0.2×1/1×0.5]m=0.4m.

    (2)安培力等于重力时PQ速度最大,即:

    B2L2v

    R=mg,

    解得:v=[mgR

    B2L2=

    10×10−3×10×1

    12×0.52m/s=0.4m/s.

    (3)由能量守恒定律,产生的热量为:

    Q=mgh-

    1/2]mv2=10×10-3×10×0.4-[1/2]×10×10-3×0.42=0.0392(J).

    答:

    (1)到通过PQ的电量达到0.2c时,PQ下落了0.4m.

    (2)若此时PQ正好到达最大速度,此速度为0.4m/s.

    (3)以上过程产生了0.0392J的热量.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.

    考点点评: 本题重点是掌握一个二级结论,这类结论在做题的时候可以不经过推导直接应用,如初速度为零的匀加速直线运动的各种推论,平抛速度反向延长线交于水平位移的中点等,这类结论一般推导比较繁琐,但是用处较大,故应熟练掌握.

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