请教一道物理题紧急谢谢
如图一所示,竖直面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5m,上端通过导线与阻值为2欧的电阻R连接,下端通过导线与阻值为4欧的小灯泡L连接,在CDEF矩形...
如图一所示,竖直面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5 m,上端通过导线与阻值为2 欧的电阻R连接,下端通过导线与阻值为4 欧的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有水平向外的匀强磁场,磁感应强度B随时间变化如图二所示,CE长为2 m。在t=0时,电阻2 欧的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,g取10m/s2。求
(1)通过小灯泡的电流强度
(2)金属棒的质量
(3)t=0.25s时金属棒两端的电势差
(4)金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,电阻R中的焦耳热
请问有没有可能0.2s前棒就进入磁场?谢谢 展开
(1)通过小灯泡的电流强度
(2)金属棒的质量
(3)t=0.25s时金属棒两端的电势差
(4)金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,电阻R中的焦耳热
请问有没有可能0.2s前棒就进入磁场?谢谢 展开
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注意,I(L)、R(L)等中的L表示角标
(1)金属棒未进入磁场时
E1=△φ/△t=S△B/△t=0.5×2×0.4/0.2=2V
R总=R(L)(L为角标)+R/2=4+1=5Ω
I(L)=E1/R总=2/5=0.4A
(2)因灯泡亮度不变,故0.2s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动,
I=I(L)+I(R)=I(l)+[I(L)R(L)]/R=0.4+0.4×4/2=1.2A
G=F(A)=BId=0.4×1.2×0.5=0.24N
所以金属棒的质量m=G/g=0.024Kg
(3) 金属棒在磁场中运动时电动势
E2=I×{R+RR(L)/[R+R(L)]}=1.2[2+(2×4)/(2+4)]=4V
v=E2/Bd=4/0.4×0.5=20m/s
金属棒从CD位置运动到EF位置过程的时间为t2=CE/v=2/20=0.1s
在这段时间内U=I(L)R(L)=0.4×4V=1.6V,所以t=0.25s时金属棒两端的电势差为1.6V
(4)金属棒在进入磁场前,电阻R中的焦耳热
Q1=I1²Rt=0.2²×2×0.2=0.016J
金属棒从AB位置运动到EF位置过程中的焦耳热
Q2=I2²Rt=0.8²×2×0.1=0.128J
金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,电阻R中的焦耳热
Q=Q1+Q2=0.144J
(1)金属棒未进入磁场时
E1=△φ/△t=S△B/△t=0.5×2×0.4/0.2=2V
R总=R(L)(L为角标)+R/2=4+1=5Ω
I(L)=E1/R总=2/5=0.4A
(2)因灯泡亮度不变,故0.2s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动,
I=I(L)+I(R)=I(l)+[I(L)R(L)]/R=0.4+0.4×4/2=1.2A
G=F(A)=BId=0.4×1.2×0.5=0.24N
所以金属棒的质量m=G/g=0.024Kg
(3) 金属棒在磁场中运动时电动势
E2=I×{R+RR(L)/[R+R(L)]}=1.2[2+(2×4)/(2+4)]=4V
v=E2/Bd=4/0.4×0.5=20m/s
金属棒从CD位置运动到EF位置过程的时间为t2=CE/v=2/20=0.1s
在这段时间内U=I(L)R(L)=0.4×4V=1.6V,所以t=0.25s时金属棒两端的电势差为1.6V
(4)金属棒在进入磁场前,电阻R中的焦耳热
Q1=I1²Rt=0.2²×2×0.2=0.016J
金属棒从AB位置运动到EF位置过程中的焦耳热
Q2=I2²Rt=0.8²×2×0.1=0.128J
金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,电阻R中的焦耳热
Q=Q1+Q2=0.144J
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