Question

【題目】如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ豎直放置，一勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端M與P間連接阻值為 的電阻，質量為、電阻為的金屬棒ab緊貼在導軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑距離與時間的關系如下表所示，導軌電阻不計．重力加速度g取．試求：

（1）當時，重力對金屬棒ab做功的功率；

（2）金屬棒ab在開始運動的內，電阻R上產生的焦耳熱Q；

（3）從開始運動到的時間內，通過金屬棒ab的電荷量q．

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】本題考查電磁感應中的能量問題。

(1)由表格中數(shù)據(jù)可以知道：金屬棒先做加速運動，從0.3s后做勻速直線運動，勻速直線運動的速度

時金屬棒重力的功率為:

(2)在0.6s內，由能量守恒定律得：

電阻R上產生的熱量

代入數(shù)據(jù)計算得，

(3)0.4s內的平均感應電動勢

平均感應電流

通過金屬棒的電荷量為:

聯(lián)立解得：