(2009?普陀区二模)如图(a)所示,两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平

2024-12-25 19:09:59
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回答1:

(1)在0~4s内,由法拉第电磁感应定律得:
回路中产生的感应电动势为 ?=

△Φ
△t
=
△B
△t
Ld
=kLd      
感应电流为 I=
?
R+r
=
kLd
R+r
               
当t=2s时,F=0,由ab棒静止有
  mgsinθ=ktIL=
k2tL2d
R+r
                    
∴k=
mg(R+r)sinθ
tL2d
=
0.2×10×(1.5+0.5)×0.5
12×4
=0.5(T/s)      
(2)前4s内,I=
?
R+r
=
kLd
R+r
=
0.5×1×4
1.5+0.5
A
=1A                   
∴t=3s时,电阻R的热功率PR=I2R=12×1.5W=1.5W                                  
(3)设沿斜面向上为F的正方向,则由ab棒受力平衡得
  F+FA=mgsinθ
而 安培力 FA=BIL=ktIL
∴F=mgsinθ-kILt=(0.2×10×0.5-0.5×1×1t)N=(1-0.5t)N    
(4)从第4s末开始,B=kt=2T,且不变,?=BLv,I=
?
R+r
=
BLv
R+r

则有 
p
v
+mgsinθ=BIL                                          
得:v=2m/s                                                 
答:
(1)k为0.5T/s;
(2)t=3s时,电阻R的热功率PR为1.5W.
(3)前4s内,外力F随时间t的变化规律是(1-0.5t)N;
(4)v的大小为2m/s.