(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
Ld=kLd △B △t
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
=0.5(T/s)
0.2×10×(1.5+0.5)×0.5 2×12×4
(2)前4s内,I=
=? R+r
=kLd R+r
A=1A 0.5×1×4 1.5+0.5
∴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
+mgsinθ=BIL p v
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.