如图,一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上,并与之连接;棒左...
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如图,一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上,并与之连接;棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出);导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面.开始时,给导体棒一个平行于导轨的初速度v0.在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中,通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定.导体棒一直在磁场中运动.若不计导轨电阻,求此过程中
(1)导体棒运动的时间;
(2)导体棒上感应电动势的平均值;
(3)负载电阻上消耗的平均功率.
【回答】
导体棒所受的安培力为F=IlB(1分)
该力不变,棒做匀减速运动,因此在棒的速度从v0减小到v1的过程中,
加速度a = F/m = IlB/m(2分)
运动的时间t =(v0-v1)/a =m(v0-v1)/ IlB(2分)
平均速度为=(v0+v1) (2分)
棒中的平均感应电动势为=lB(2分)
得=l(v0+v1)B(1分)
导体棒消耗的热功率为P1=I2r(2分)
负载电阻上消耗平均功率为2=I-P1(2分)
得
2=l(v0+v1)BI-I2r(1分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题
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