问题详情:
如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度 L = 0.4 m,一端连接R=1 Ω的电阻,导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度 B = 1 T,导体棒 MN 放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力 F 作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度 v = 5 m/s ,求:
( 1 ) 感应电动势 E 和感应电流 I ;
( 2 ) 在 0.1 s 时间内,拉力的冲量 的大小;
( 3 ) 若将 MN 换为电阻为 r = 1 Ω的 导体棒,其它条件不变,求导体棒两端的电压 U。
【回答】
根据动生电动势公式得E=BLv = 1T ×0.4m ×5m /s =2V
故感应电流
(2)金属棒在匀速运动过程中,所受的安培力大小为
F安= BIL =0.8N, 因为是匀速直线运动,所以导体棒所受拉力F = F安 = 0.8N
所以拉力的冲量 IF =F t=0.8 N× 0.1 s=0.08 Ns
(3)导体棒两端电压R= E=1V
【难度】★
【考点】
1、动生电动势和感应电流的基本概念,基本公式
2、力和运动的基本关系,冲量的基本定义
3、电动势和外电压的基本概念及其关系
知识点:各地高考
题型:计算题