(2010•重庆模拟)如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距L=0.8m,其框架平面与水平面成.θ=30°,在M点和

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  • 解题思路:(1)棒ab在进人磁场上边界前做匀加速直线运动,导轨光滑,只有重力做功,其机械能守恒,可由机械能守恒求解棒ab在进人磁场上边界时的速度;

    (2)棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动,由平衡条件可求出安培力.由闭合电路欧姆定律E=I(R+r)和安培力公式F=BIL结合,求出感应电动势.

    (3)从静止开始到ab棒离开磁场的过程整个过程中,ab棒的重力势能减小转化为动能和电能,根据能量守恒定律求解热量.

    (1)棒ab在进人磁场上边界前,根据机械能守恒定律有:

    mgd0sinθ=[1/2m

    v21]

    解得:v1=

    2gd0sinθ=

    2×10×0.4×

    1

    2=2m/s

    (2)导体棒做匀速直线运动时,受力平衡,即有:

    mgsinθ=F

    此时导体棒受到的安陪力为:F=BIL

    导体棒ab切割磁感线产生电动势:E=I(R+r)

    联立解得:E=

    mgsinθ

    BL(R+r)=

    0.16×10×0.5

    1×0.8(1.8+0.2)=2V

    (3)由能量转化守恒得:Q=mg(d0+d)sinθ-

    1

    2mv2

    而 E=BLv

    联立解得:Q=0.3J

    答:(1)棒ab在进人磁场上边界时的速度为2m/s;

    (2)棒ab在磁场中作匀速运动时产生的感应电动势为2V;

    (3)棒ab通过磁场区域过程中整个电路所产生的热量为0.3J.

    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;电磁感应中的能量转化.

    考点点评: 解决本题的关键推导安培力与速度的关系式,确定能量如何转化,结合平衡条件、切割产生的感应电动势大小公式、闭合电路欧姆定律以及能量守恒定律进行求解.

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