题目内容

如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,一端接阻值是R的电阻.一电阻是R0,质量为m的导体棒放置在导轨上,在外力F作用下从t=0的时刻开始运动,不计导轨电阻,
(1)若其以速度V匀速运动,求通过电阻的电流I.
(2)若其速度随时间的变化规律是v=vmsinωt,求从t=0到t=
π
时间内外力F所做的功.
分析:根据感应电动势和电路公式求解.
根据动能定理研究从t=0到t=
π
时间内,其中克服安培力做功大小等于电路中产生的热量.
解答:解:(1)根据感应电动势和电路得:
E=BLv=I(R+R0
∴I=
BLV
R+R0

(2)根据动能定理研究从t=0到t=
π
时间内
WF+W=
1
2
mvm2
-0
安培力做功量度电能变化的多少,根据v=vmsinωt,知道电路中产生的电流为正弦交变电流,
∴W=-Q=-
B2L2Vm2
2(R+R0)
?t=
πB2L2Vm2
4ω(R+R0)

WF=
1
2
mvm2+
πB2L2Vm2
4ω(R+R0)

答:(1)通过电阻的电流是
BLV
R+R0

(2)外力F所做的功是
1
2
mvm2+
πB2L2Vm2
4ω(R+R0)
点评:能够把电磁感应和动能定理结合解决问题.
知道正弦交变电流产生热量的求解方式.
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