(2012?江苏模拟)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成θ=

2024-12-25 21:57:03
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回答1:

(1)金属棒匀速下滑时,由平衡条件得  mgsinθ?

B2L2v
R+r
=0,得
   v=
mgsin(R+r)
B2L2

又  E=BLv,UR
R
R+r
E

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
△B
△t
S=KLd

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=
KLd
R+r
=1A
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
△B
△t
S=B0ωLdsinωt

回路中的电流 I=
E
R+r

棒受到的安培力 F=BIL
解得:F
B
L2dωsin(2ωt)
2(R+r)

安培力的最大值F=
π
4
N
当安培力沿斜面向上时,外力最小,最小值为:Fmin=mgsinθ-F=1-
π
4
(N)

当安培力沿斜面向下时,外力最大,最大值为:Fmax=mgsinθ-F=1+
π
4
(N)

故外力的大小范围:(1?
π
4
)N≤F≤(1+
π
4
)N

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?
π
4
)N≤F≤(1+
π
4
)N