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(15分)如图甲所示,垂直于水平桌面向上的有界匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,宽度L=2.5m。光滑金属导轨OMON固定在桌面上,O点位于磁场的左边界,且OMON与磁场左边界均成45°角。金属棒ab放在导轨上,且与磁场的右边界重合。t=0时,ab在水平向左的外力F作用下匀速通过磁场。测得回路中的感应电流随时间变化的图象如图乙所示。已知OMON接触处的电阻为R,其余电阻不计。

1)利用图象求出这个过程中通过ab棒截面的电荷量及电阻R

2)写出水平力F随时间变化的表达式;

3)已知在ab通过磁场的过程中,力F做的功为W焦,电阻R中产生的焦耳热与一恒定电流I0在相同时间内通过该电阻产生的热量相等,求I0的值。

答案

解析

1)根据q=It,由it图象得:q=5C 

根据 

R=1Ω 

2)由图象知,感应电流i=20.4t 

棒的速度    

有效长度    

棒在力F和安培力FA作用下匀速运动,有

 

3)棒匀速运动,动能不变,过程中产生的热量Q=W 

   

    

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