题目内容
【题目】如图所示,一个U形导体框架,其宽度l=1m,框架所在平面与水平面的夹用α=30°。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度 B=0.2T。今有一条形导体ab,其质量为m=0.5kg,有效电阻R=0.1Ω,跨接在U形框架上,并且能无摩擦地滑动,求
(1)由静止释放导体,导体ab下滑的最大速度vm;
(2)在最大速度vm时,在ab上释放的电功率。(g=10m/s2)。
【答案】(1)6.25m/s(2)2.5W
【解析】(1)导体ab受G和框架的支持力N,而做加速运动由牛顿第二定律
解得
但是导体从静止开始运动后,就会产生感应电动势,回路中就会有感应电流,感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为,
,解得
随着速度v的增加,加速度a逐渐减小。当时,速度v有最大值
(2)在导体ab的速度达到最大值时,电阻上释放的电功率
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