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  【(2008•崇文区一模)如图所示,长度为L=0.2m、电阻r=0.3Ω、质量m=0.1kg的金属棒CD,垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上,导轨间距离也为L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻】

  (2008•崇文区一模)如图所示,长度为L=0.2m、电阻r=0.3Ω、质量m=0.1kg的金属棒CD,垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上,导轨间距离也为L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计.导轨左端接有R=0.5Ω的电阻,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面,磁感强度B=4T.现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移,当金属棒以v=2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时,求:

  (1)电路中理想电流表和与理想电压表的示数;

  (2)拉动金属棒的外力F的大小;

  (3)若此时撤去外力F,金属棒将逐渐慢下来,最终停止在导轨上.求撤去外力到金属棒停止运动的过程中,在电阻R上产生的电热.

1回答
2020-04-24 19:26
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蔡光东

  (1)CD杆产生的电动势为E,电流表的示数为I,电压表示数为U

  感应电动势,E=BLv

  闭合电路欧姆定律,I=BLvR+r

  解得:I=2A

  U=IR=1.0V

  (2)设CD杆受到的拉力为F

  安培力大小,FA=BIL

  则有F=FA=1.6N

  (3)由能量守恒,回路中产生的电热Q等于CD棒动能的减少量

  Q=12mv2=0.2J

  电阻R上产生的电热

  QR=RR+rQ=0.125J

  答:(1)电路中理想电流表和与理想电压表的示数1V

  (2)拉动金属棒的外力F的大小1.6N;

  (3)若此时撤去外力F,金属棒将逐渐慢下来,最终停止在导轨上.求撤去外力到金属棒停止运动的过程中,在电阻R上产生的电热0.125J.

2020-04-24 19:28:01

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