如图所示,一根电阻为R=12Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直放置在水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂

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  • 解题思路:(1)由电阻的串并联可知此时电路的电阻,由导体切割磁感线时的感应电动势可求得电动势,由闭合电路欧姆定律可求得导体棒的电流,由牛顿第二定律可求得加速度;

    (2)由能量守恒可求得红框中产生的热量.

    (1)下落距离为[r/2]时,闭合电路的总电阻:R=

    R

    2R

    3

    R=[2/9]R ①

    导体棒切割磁感线的有效长度

    L=

    3r ②

    此时感应电动势E=BLv1

    导体棒中电流:I=[E/R]④

    导体棒受安培力:F=BIL⑤

    方向竖直向上

    由牛顿第二定律,mg-F=ma1

    由①②③④⑤⑥得a1=8.8 m/s2

    (2)设从开始下落到经过圆心的过程中产生的热量为Q,重力势能的减小量转化为内能和动能的增加量;由能量守恒可知:

    mgr=Q+[1/2]mv22

    代入数值解得:Q=mgr-[1/2]mv2=0.44J

    答:(1)棒的加速度为8.8m/s2;(2)产生的热量为0.44J.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律;闭合电路的欧姆定律;安培力.

    考点点评: 本题应注意导体棒作为电源处理,而外部电阻为并联,应根据并联电路的规律得出电路中的总电阻,再去求得电路中的电流;

    注意正确应用能量的轩化和守恒定律,找出减小的能量和增加能量,由守恒关系可求得内能的增量.

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