wang_xiaolan 幼苗
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(1)棒在GH处时,感应电动势:E=BLv1,
电流:I1=[E/R],
棒受到的安培力:F安=BIL,
代入数据解得:F安=8N;
(2)设棒移动的距离为a,由几何知识可知,EF间距离为a,
在此过程中,磁通量的变化量:△Φ=B△S=[1/2]a(a+L)B,
由题意可知,回路中感应电流保持不变,则感应电动势不变,
感应电动势:E=BLv2,由法拉第电磁感应定律可得:E=[△Φ/△t]=
a(a+L)B
2△t,
解得:△t=1s;
(3)设外力做功为W,克服安培力做功为WA,导体棒在EF处的速度为v3′,
由动能定理得:W-WA=[1/2]mv3′2-[1/2]mv32,
克服安培力做功:WA=I2R△t′,
I3=
BLv3
R,△t′=
a(a+L)
2Lv3,
解得:WA=
a(a+L)B2Lv3
2R,
由于电流始终不变,则:v3′=[L/a]v3,
则:W=
a(a+L)B2Lv3
2R+[1/2]m(
L2
a2-1)v32,
代入数据得:3v32+4v3-7=0,
解得:v3=1m/s,(v3=-[7/3]m/s,舍去);
答:(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小为8N.
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需的时间为1s.
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,初速度为1m/s.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.
考点点评: 本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题,难度较大,分析清楚棒的运动过程、应用E=BLv、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式、动能定理即可正确解题,解题时注意题设条件:电流大小始终不变.
1年前
你能帮帮他们吗