Question

如圖所示 質(zhì)量為50克，長為1米的導(dǎo)線AB，放在水平金屬框架M上，與金屬框架始終良好接觸，并能做無摩擦滑動(dòng)．整個(gè)金屬框架置于B₁=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，另一線圈abcd與框架構(gòu)成串聯(lián)回路，面積S=0.2m²，線圈放在B₂=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，整個(gè)回路的電阻是0.2Ω，若將線圈abcd迅速地旋轉(zhuǎn)90°，使其平面與B₂垂直，此時(shí)導(dǎo)線AB正好飛離金屬框架M．設(shè)金屬框架高出地面0.8m．（g取10m/s²） 求：

（1）此過程中，通過導(dǎo)線AB的電荷量；

（2）導(dǎo)線AB落地時(shí)的水平距離．

Answer 1

考點(diǎn)：        法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓第二定律．

專題：        電磁感應(yīng)與電路結(jié)合．

分析：  （1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合閉合電路歐姆定律，及電量表達(dá)式，即可求解；

（2）根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合安培力表達(dá)式，依據(jù)上題的結(jié)論，從而得出加速度表達(dá)式，進(jìn)而求得速度，再根據(jù)位移公式，即可求解．

解答：  解：（1）由磁通量變化，則有：△∅=B₂S；

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：E==

由閉合電路歐姆定律，則I==

那么電量表達(dá)式q=I△t===0.5C；

（2）根據(jù)牛頓第二定律，安培力產(chǎn)生加速度，則有：B₁IL=ma

得，a====m/s²；

因此v=a△t==5m/s；

根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則：t===0.4s

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，則s=vt=5×0.4=2.0m

答：（1）此過程中，通過導(dǎo)線AB的電荷量0.5C；

（2）導(dǎo)線AB落地時(shí)的水平距離2.0m．

點(diǎn)評：        考查電磁感應(yīng)定律與歐姆定律，牛頓第二定律的應(yīng)用，掌握列出加速度表達(dá)式，再結(jié)合速度公式，從而求得速度是解題的關(guān)鍵．