如圖所示,長L=0.80m、電阻r=0.30、質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒CD垂直放在水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌由兩條平行金屬桿組成,已知金屬桿表面光滑且電阻不計,導(dǎo)軌間距也是L,金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好.量程為0~3.0A的電流表串聯(lián)接在一條導(dǎo)軌上,在導(dǎo)軌左端接有阻值R=0.50的電阻,量程為0~1.0V的電壓表接在電阻R兩端,垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過導(dǎo)軌平面.現(xiàn)以向右恒定的外力F=1.6N使金屬棒向右運動,當(dāng)金屬棒以最大速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時,觀察到電路中的一個電表正好滿偏,而另一個電表未滿偏.

(1)

試通過計算判斷此滿偏的電表是哪個表.

(2)

求磁感應(yīng)強度的大。

(3)

在金屬棒ab達(dá)到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后電阻R消耗的電能.

答案:
解析:

(1)

  設(shè)電流表滿量程,則R兩端電壓為U=IR=1.5V,

  超過電壓表的量程,所以,滿量程的表不是電流表,而應(yīng)是電壓表

  說明:若說出設(shè)電壓表滿量程,則R上的電流等于2.0A,沒達(dá)到電流表滿量程,所以滿量程的表應(yīng)該是電壓表也得2分.

(2)

  電壓表滿量程時電路的電流為2.0A

  根據(jù)安培力公式得F=BIL,解得=1.0T

(3)

  當(dāng)安培力等于外力時金屬棒ab達(dá)到最大速度,其感應(yīng)電動勢為E

  E=I(R+r)=1.6V

  設(shè)金屬棒的速度為v,則E=BLv,=2.0m/s,

  此金屬棒的動能為,解得

  金屬棒停止運動時,該動能全部轉(zhuǎn)化為電阻R、r的內(nèi)能

  根據(jù)可知分)

  解得


練習(xí)冊系列答案
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(1)試通過計算判斷此滿偏的電表是哪個表;

(2)求磁感應(yīng)強度的大。

(3)在金屬棒CD達(dá)到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后電阻R消耗的電能.

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(1)細(xì)線拉斷前后的速度大小和方向;
(2)假設(shè)細(xì)線由拉直到斷裂所經(jīng)歷的時間為0.1 s,試確定細(xì)線的平均張力大小.

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(1)細(xì)線拉斷前后的速度大小和方向;

(2)假設(shè)細(xì)線由拉直到斷裂所經(jīng)歷的時間為0.1 s,試確定細(xì)線的平均張力大小.

 

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