Question

【題目】如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L=0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表，電阻r=2Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)．在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場，CE=0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示．在t=0時(shí)刻開始，對金屬棒施加一水平向右的恒力F，從金屬棒開始運(yùn)動直到離開磁場區(qū)域的整個(gè)過程中電壓表的示數(shù)保持不變．求：

（1）t=0.1s時(shí)電壓表的示數(shù)；

（2）恒力F的大小；

（3）從t=0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動出磁場的過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量Q；

Answer 1

【答案】（1）0.3V（2）0.27N（3）0.09J

【解析】試題分析：（1）在0～0．2s內(nèi)，CDEF產(chǎn)生的電動勢為定值：

在0．1s時(shí)電壓表的示數(shù)為：

（2）設(shè)此時(shí)的總電流為I,則路端電壓為：

由題意知:

此時(shí)的安培力為：

解得：F=0．27N

（3）0～0．2s內(nèi)的熱量為：

由功能關(guān)系知導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量為：

總熱量為：

考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律、焦耳定律、功能關(guān)系。