字典翻译 问答 初中 物理 如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L=1.0m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每个棒两端都与导轨始终有
问题标题:
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L=1.0m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每个棒两端都与导轨始终有
问题描述:

如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L=1.0m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每个棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.2Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=0.5T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止.取g=10m/s2,求:

(1)通过cd棒的电流I的大小.

(2)棒ab受到的力F的大小.

(3)当电流通过电路产生的焦耳热为Q=0.3J时,力F做的功W是多少?

季剑岚回答:
  (1)棒cd受到的安培力为:Fcd=ILB,   棒cd在共点力作用下平衡,则有:Fcd=mg sin30°,   解得:I=0.2A.   (2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,有:Fab=Fcd,   对棒ab由共点力平衡有:F=mg sin30°+ILB,   代入数据解得:F=0.2N.   (3)设在时间t内电路产生的焦耳热为Q=0.3J,则棒cd产生Q′=0.15J热量,   由焦耳定律可知 Q′=I2Rt,   设ab棒匀速运动的速度大小为v,则产生的感应电动势为:E=BLv,   由闭合电路欧姆定律知:I=E2R
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