如图甲所示,固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为L1=0.5m,左端用导线相连.质量为m=0.1kg,电阻为R=0.
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解题思路:(1)由图象结合法拉第电磁感应定律可得回路中的感应电动势,由此可求ab棒的电流,由右手定则可判定电流方向.(2)金属棒刚要滑动时,安培力等于最大静摩擦力,由图象可得B与t的关系,可表示时间,进而由Q=I2Rt可得产生的热量.

(1)由图象可知磁场变化率为:

△B

△t=

0.5

1T/s=0.5T/s

由法拉第电磁感应定律可知:E=N

△∅

△t=N

△B•S

△t=

△B

△tL1L2=0.5×0.5×0.8V=0.2V

通过金属棒ab的电流为:I=

E

R=

0.2

0.1A=2A

由右手定则可知,电流方向由b向a.

(2)金属棒刚要滑动时,由平衡条件可知:μmg=BIL1

由图象可知:B=

△B

△tt=0.5t

由焦耳定律可知,金属棒上产生的热量为:Q=I2Rt=I R

μmg

0.5L1=2×0.1×

0.75×0.1×10

0.5×0.5J=0.9J

答:(1)金属棒未出现滑动之前,通过金属棒ab中电流的大小为2A,方向由b向a;

(2)从t=0时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中,金属棒产生的热量为0.9J.

点评:

本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;法拉第电磁感应定律;电磁感应中的能量转化.

考点点评: 本题关键是对图象的识别和应用,要利用好图象的斜率;其次会判定临界状态的条件,本题是安培力刚好等于最大静摩擦力的时候ab刚好开始运动.

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