如图甲所示,固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为L1=0.5m,左端用导线相连.质量为m=0.1kg,电阻为R=0.

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  • 解题思路:(1)由图象结合法拉第电磁感应定律可得回路中的感应电动势,由此可求ab棒的电流,由右手定则可判定电流方向.(2)金属棒刚要滑动时,安培力等于最大静摩擦力,由图象可得B与t的关系,可表示时间,进而由Q=I2Rt可得产生的热量.

    (1)由图象可知磁场变化率为:

    △B

    △t=

    0.5

    1T/s=0.5T/s

    由法拉第电磁感应定律可知:E=N

    △∅

    △t=N

    △B•S

    △t=

    △B

    △tL1L2=0.5×0.5×0.8V=0.2V

    通过金属棒ab的电流为:I=

    E

    R=

    0.2

    0.1A=2A

    由右手定则可知,电流方向由b向a.

    (2)金属棒刚要滑动时,由平衡条件可知:μmg=BIL1

    由图象可知:B=

    △B

    △tt=0.5t

    由焦耳定律可知,金属棒上产生的热量为:Q=I2Rt=I R

    μmg

    0.5L1=2×0.1×

    0.75×0.1×10

    0.5×0.5J=0.9J

    答:(1)金属棒未出现滑动之前,通过金属棒ab中电流的大小为2A,方向由b向a;

    (2)从t=0时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中,金属棒产生的热量为0.9J.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;法拉第电磁感应定律;电磁感应中的能量转化.

    考点点评: 本题关键是对图象的识别和应用,要利用好图象的斜率;其次会判定临界状态的条件,本题是安培力刚好等于最大静摩擦力的时候ab刚好开始运动.

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