题目内容

(1)金属棒的稳定速度;
(2)金属棒从开始计时直至达到稳定速度所需的时间;
(3)当金属棒达到稳定速度后撤去拉力F,金属棒还能滑行多远.
分析:(1)在拉力的功率保持恒定后,金属棒先做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动,达到稳定.由拉力和安培力平衡求出稳定时速度.
(2)拉力功率一定后,拉力和安培力对棒做功,拉力的功由W=Pt列出,由电阻R的电功求出总电功,由动能定理求出时间.
(3)撤去拉力后,棒做变减速运动,根据牛顿第二定律,用积分法求出距离.
(2)拉力功率一定后,拉力和安培力对棒做功,拉力的功由W=Pt列出,由电阻R的电功求出总电功,由动能定理求出时间.
(3)撤去拉力后,棒做变减速运动,根据牛顿第二定律,用积分法求出距离.
解答:
解:(1)由E=BLv,I=
,F安=B?I?L,得到
F安=
当金属棒达到稳定速度时F安=
由以上关系式得:v=
代入数据得v=2m/s
(2)WR=1.2J,所以W电=
WR=1.5J
由动能定理得:
Pt-W电=
mv2-
mv02
代入数据得 t=5.25s
(3)撤去拉力后对棒由牛顿第二定律得:-F安=ma
即-B
L=m
∑-
△t=∑m
-
∑v△t=∑m△v
-
x=m(0-v)
代入解得,x=8m
答:(1)金属棒的稳定速度为2m/s;
(2)金属棒从开始计时直至达到稳定速度所需的时间5.25s;
(3)当金属棒达到稳定速度后撤去拉力F,金属棒还能滑行8m.

E |
R+r |
F安=
B2L2v |
R+r |
当金属棒达到稳定速度时F安=
P |
v |
由以上关系式得:v=
|
代入数据得v=2m/s
(2)WR=1.2J,所以W电=
R+r |
R |
由动能定理得:
Pt-W电=
1 |
2 |
1 |
2 |
代入数据得 t=5.25s
(3)撤去拉力后对棒由牛顿第二定律得:-F安=ma
即-B
BLv |
R+r |
△v |
△t |
∑-
B2L2v |
R+r |
△v |
△t |
-
B2L2v |
R+r |
-
B2L2v |
R+r |
代入解得,x=8m
答:(1)金属棒的稳定速度为2m/s;
(2)金属棒从开始计时直至达到稳定速度所需的时间5.25s;
(3)当金属棒达到稳定速度后撤去拉力F,金属棒还能滑行8m.
点评:本题是电磁感应与力学知识的综合,难点是第(3)求位移.对于非匀变速运动,常常根据牛顿第二定律,用积分法求解位移.

练习册系列答案
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π |
2 |
A、在t=1s时刻电流表的示数为
| ||||
B、导体棒两端的最大电压为1V | ||||
C、单位时间内电阻R上产生的焦耳热为0.25J | ||||
D、从t=0至t=3s的时间内水平外力所做的功为0.75J |