五过海 幼苗
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导体棒由静止释放后,加速下滑,受力情况如图所示,由右手定则判定棒中电流方向由b→a,由左手定则判定,受安培力沿斜面向上,随着棒的下滑速度不断增大,安培力F增大,加速度减小,导体棒做变加速运动,当加速度a=0时,速度达到最大,即最终下滑速度,此时导体棒受力平衡,有
mgsin30°=F=BIL①
其中I=[E/R+r=
BLvm
R+r]②
由①②解得vm=
mg(R+r)
2B2L2
热功率P=I2R=(
mg
2BL)2R=
m2g2R
4B2L2
答:导体棒最终下滑的速度为vm=
mg(R+r)
2B2L2
及电阻R最终的发热功率为
m2g2R
4B2L2.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 本题还可以这样解:
当棒匀速下滑时,重力做正功,安培力做负功,导体棒的重力势能的减少等于回路中电能的增加,
PG=P电,即mgvmsin30°=E2R+r①
其中E=BLvm②
由①②得vm=mg(R+r)2B2L2
由R和r串联,功率分配关系为PR=[R/R+r]P电=[R/R+r]mgvmsin30°=m2g2R4B2L2
注意电路中产生的电功率不全是电阻R消耗的电功率.
1年前
你能帮帮他们吗