如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/14 11:19:23
如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁
如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=4m,有一阻值r=2Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=0.2s,PQ保持静止,在t=0.2s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流.(乙的纵坐标改成0.4、横坐标改成0.2 0.4 0.6)
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
(3)金属棒PQ在磁场区域运动过程中克服安培力所做的功.
如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁
(1)金属棒未进入磁场时
电路中总电阻:R总=RL+R /2 =5Ω,
由法拉第电磁感应定律可求得电动势:
E1=△BS /△t =1v
则由欧姆定律可求得,通过灯泡的电流:
IL=E1 /R总 =0.2 A
(2)因灯泡亮度不变,
故4 s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动,
E2=BLV
由并联电路的规律可得:
E2=2v
解得:v=2m/s
(3)F安=BId=0.6N
∴W安=-F安•L=-2.4J
答:(1)通过小灯泡的电流是0.2 A.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小是2m/s.
(3)金属棒PQ在磁场区域运动过程中克服安培力所做的功是2.4J