(1)金属棒匀速下滑时,由平衡条件得 mgsinθ?
=0,得
B2L2v R+r
v=
mgsin(R+r)
B2L2
又 E=BLv,UR=
ER R+r
联立解得:UR=3V
(2)磁感应强度的大小与时间成正比,则有 B=kt
回路中的电动势 E=
=△φ △t
S=KLd△B △t
回路中的电流 I=
E R+r
当外力为零时,mgsinθ-BIL=0
联立得 mgsinθ=
k2L2dt R+r
代入解得,k=0.5
则得 I=
=1AKLd R+r
故ab上消耗的功率P=I2r
解得:P=0.5W
(3)回路中的电动势 E=
=△φ △t
S=B0ωLdsinωt△B △t
回路中的电流 I=
E R+r
棒受到的安培力 F安=BIL
解得:F安=
L2dωsin(2ωt)
B
2(R+r)
安培力的最大值F安=
Nπ 4
当安培力沿斜面向上时,外力最小,最小值为:Fmin=mgsinθ-F安=1-
(N)π 4
当安培力沿斜面向下时,外力最大,最大值为:Fmax=mgsinθ-F安=1+
(N)π 4
故外力的大小范围:(1?
)N≤F≤(1+π 4
)Nπ 4
答:
(1)金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压是3V;
(2)ab棒的热功率是0.5W;
(3)ab棒保持静止时此外力F的大小范围为:(1?
)N≤F≤(1+π 4
)N.π 4