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两根光滑的长直金属导轨M N、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不...

两根光滑的长直金属导轨M N、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒a b垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.a b在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q.求
(1)a b运动速度v的大小;
(2)电容器所带的电荷量q.

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(1)本题外电路比较简单,由三个电阻串联组成,由于导体棒匀速运动,因此产生的感应电流恒定,根据Q=I2Rt即可求解. (2)求出电容器两端的电压,根据Q=CU即可求出电容器所带的电荷量q. 【解析】 (1)设a b上产生的感应电动势为E,回路中的电流为I,a b运动距离s所用时间为t,则有: E=Blv      ①      ②        ③ Q=I2(4R)t  ④ 由上述方程得: 故a b运动速度v的大小为: (2)设电容器两极板间的电势差为U,则有:U=IR  ⑤ 电容器所带电荷量:q=CU   ⑥ 解得: 故电容器所带的电荷量为:.
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考点分析:
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(1)流过R1的电流方向
(2)回路中的感应电动势大小.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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