问题: 电磁感应压轴题
如图所示,相距为L的两根竖直的足够长的两根光滑导轨MN,PQ,M,P之间连一阻值为R的电阻,金属棒ab质量为m,与导轨接触良好,整个装置处于垂直字面向里的水平匀强磁场中。金属棒和导轨电阻不计,现让ab棒由静止释放,经时间t后达到稳定,此时ab的速率为V.
(1)若m=0.2kg,l=0.5m,R=1欧姆,v=2m/s,棒从开始释放到到达稳定过程中流过棒的电荷量为0.5C,求磁感应强度B的大小预计棒从开始到达稳定状态下落的高度h
(2)接第(1)问,若棒从开始到达稳定状态所用的时间t=2s,求流过电阻R的电流有效值(可保留根号)
解答:
(1)速度为v时平衡,则
mg=F F=BIL 而I=E/R E=BvL
所以 mg=B^2vL^2/R
B=根号(mgR/v)/L=2T
I平=q/△t=E/R=△Φ/△tR
△Φ=qR 又△Φ=BS=BLh
所以:h=qR/BL=0.5m
(2)用能量守恒算电阻产生的热量
Q=mgh-1/2mv^2=0.6J
Q=I有^2Rt I有=根号Q/Rt=根号0.3
注:方法无问题,但不知计算有无错误
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