如图,电阻不计的光滑U形导轨水平放置,导轨间距d=0.5m,导轨一端接有R=4.0Ω的电阻.有一质量m=0.1kg、

2020-10-02 教育 71阅读
(1)金属棒产生的感应电动势为 E=Bdv
  由欧姆定律得
     I=
E
R+r

ab相当于电源,其两端的电压是外电压,由欧姆定律得
   U=IR
联立解得,U=0.8V
(2)金属棒所受的安培力大小为 F A =BdI
由于金属棒做匀速运动,则水平拉力F与金属棒所受的安培力平衡,则有
   F=F A
联立解得,F=2×10 -2 N
(3)若某时刻撤去外力,从撤去外力到金属棒停止运动,金属棒的动能减小到零全部转化为电路中的内能,由能量守恒定律得,电路中产生的总热量为
    Q=
1
2
m v 2

因为ab棒与电阻R串联,电流相等,由焦耳定律Q=I 2 Rt得
  
Q R
Q
=
R
R+r

代入解得,Q R =4.0J
答:
(1)金属棒ab两端的电压是0.8V;
(2)水平拉力F的大小是2×10 -2 N.
(3)若某时刻撤去外力,从撤去外力到金属棒停止运动,电阻R产生的热量是4J.
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