如圖1所示,水平面內的直角座標系的第一象限有磁場分佈,方向垂直於水平面向下,磁感應強度沿y軸方向沒有變化,與橫...
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問題詳情:
如圖1所示,水平面內的直角座標系的第一象限有磁場分佈,方向垂直於水平面向下,磁感應強度沿y軸方向沒有變化,與橫座標x的關係如圖2所示,圖線是雙曲線(座標軸是漸進線);頂角θ=45°的光滑金屬長導軌MON固定在水平面內,ON與x軸重合,一根與ON垂直的長導體棒在水平向右的外力作用下沿導軌MON向右滑動,導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸.已知t=0時,導體棒位於頂角O處;導體棒的質量m=2 kg;OM、ON接觸處O點的接觸電阻R=0.5 Ω,其餘電阻不計;迴路電動勢E與時間t的關係如圖3所示,圖線是過原點的直線.求:
(1)t=2 s時流過導體棒的電流I2的大小;
(2)1~2 s時間內迴路中流過的電量q的大小;
(3)導體棒滑動過程中水平外力F(單位:N)與橫座標x(單位:m)的關係式.
【回答】
解析 (1)根據Et圖象中的圖線是過原點的直線
有I=
得I2=8 A.
(2)可判斷It圖象中的圖線也是過原點的直線
有t=1 s時I1=4 A
可有q=Δt=Δt
得q=6 C.
(3)因θ=45°,可知任意t時刻迴路中導體棒有效切割長度L=x
再根據Bx圖象中的圖線是雙曲線特點
有E=BLv=Bxv且E與時間成正比
可知導體棒的運動是勻加速直線運動,
加速度a=2 m/s2
又有F安=BIL=BIx=(Bx)I且I也與時間成正比
再有F-F安=ma
x=at2
得F=4+4
* (1)8 A
(2)6 C
(3)F=4+4
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:計算題
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