(2014•滨州一模)如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=lm,一匀强磁场垂直穿过导轨平面

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  • 解题思路:(1)由题,x-t图象AB段为直线,说明从t=1.5s时开始金属棒ab做匀速直线运动,由图线的斜率求出速度,推导出安培力的表达式,根据平衡条件求出磁感应强度B的大小.

    (2)根据能量守恒定律和焦耳定律求解金属棒ab在开始运动的1.5s内,电路中产生的热量;

    (1)由x-t图象求得t=1.5s时金属棒的速度为:v=

    △x

    △t=

    11.2−7.0

    2.1−1.5m/s=7.0m/s

    金属棒匀速运动时所受的安培力大小为:F=BIL,而I=[E/R+r],E=BLv

    得到:F=

    B2L2v

    r+R

    根据平衡条件得:F=mg

    则有:mg=

    B2L2v

    r+R

    代入数九解得:B=0.1T

    (2)金属棒ab在开始运动的1.5s内,金属棒的重力势能减小转化为金属棒的动能和电路的内能.

    设电路中产生的总焦耳热为Q,根据能量守恒定律得:

    mgx=[1/2mv2+Q

    代入数据解得Q=0.455J

    答:(1)磁感应强度是0.1T;

    (2)金属棒ab在开始运动的1.5s内,电阻R上产生的热量为0.455 J;

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;焦耳定律.

    考点点评: 电磁感应往往从两个角度研究:一是力,关键是安培力的分析和计算,F=B2L2vr+R]是常用的经验公式,要记牢.二是从能量的角度,关键分析能量如何转化.

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