题目内容
【题目】如图,固定不动的水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s,求:
(1)此时ab棒上的感应电流的大小和方向;
(2)此时ab棒的加速度大小。
(3)导体棒运动d的过程所产生的热量
【答案】(1)0.8A 方向由a流向b(2)(3)0.1J
【解析】
(1)根据导体棒切割磁感线的电动势为:
E=BLv=0.4V
由闭合电路欧姆定律得回路电流为:
根据右手定则可知电流方向由a流向b。
(2)ab受安培力为:
F安=BIL=0.16N
根据左手定则可知安培力的方向水平向左;
根据牛顿第二定律:F- F安=ma
解得ab杆的加速度为:
a=4.2m/s2
(3)由能量守恒可得:
解得:
Q=0.1J
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