如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,导轨间距0.40m.一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过

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  • 解题思路:(1)由图数据,根据法拉第电磁感应定律求得金属棒ab电动势的平均值.(2)从下滑的距离与时间的关系中找到棒的运动情况和速度.(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,根据动能定理求得安培力做功,再去求得产生的热量.

    (1)根据法拉第电磁感应定律得:

    金属棒ab电动势的平均值

    .

    E=[△Φ/△t]=[BLs/△t]=[0.5×0.4×0.6/0.4]V=0.3V.

    (2)从表格中数据可知,0.3s后棒做匀速运动

    速度v=[△s/△t]=[0.25/0.1m/s=2.5m/s.

    由mg-F=0,F=BIL,

    I=

    E

    R+r],E=BLv.

    联立解得m=0.02Kg

    (3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,根据动能定理得:

    mgs+W=[1/2]mv2-0

    克服安培力做的功等于回路的焦耳热,

    W=-Q

    QR=[R/R+r]Q

    解得 Q=0.1245J

    答:(1)在前0.4s的时间内,金属棒ab电动势的平均值是0.3V.

    (2)金属棒的质量是0.02kg;

    (3)在前0.7s的时间内,电阻R上产生的热量Q是0.1245J.

    点评:

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

    考点点评: 电磁感应中导体切割引起的感应电动势在考试中涉及较多,应明确受力分析、功能关系等的灵活应用,注意表格中物理量数据的处理分析.

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