题目内容
(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?
分析:(1)导体棒CD沿导轨先做加速减小的变加速运动,最后做匀速运动,速度达到最大.由平衡条件和电磁感应知识求出最大速度.
(2)由最大速度,求出感应电动势和感应电流,根据功率公式计算电阻R消耗的电功率.
(3)求出当CD的速度为最大速度的一半的安培力,根据牛顿第二定律求解CD的加速度.
(2)由最大速度,求出感应电动势和感应电流,根据功率公式计算电阻R消耗的电功率.
(3)求出当CD的速度为最大速度的一半的安培力,根据牛顿第二定律求解CD的加速度.
解答:
解:(1)由F安=BId,I=
,E=BdV,得
当V=Vm时,有F=F安+f
代入解得 Vm=8m/s
(2)速度最大后电流为恒定电流,
则 Em=BdVm,Im=
P=Im2R
代入解得 P=3w
(3)E'=Bd
vm,I=
,F'=BId
由F-F'-f=ma
所以:a=2.5m/s2
答:(1)CD运动的最大速度是8m/s.
(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是3W.
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是2.5m/s2.
| E |
| R+r |
| B2d2v |
| R+r |
当V=Vm时,有F=F安+f
代入解得 Vm=8m/s
(2)速度最大后电流为恒定电流,
则 Em=BdVm,Im=
| Em |
| R+r |
P=Im2R
代入解得 P=3w
(3)E'=Bd
| 1 |
| 2 |
| E′ |
| R+r |
由F-F'-f=ma
所以:a=2.5m/s2
答:(1)CD运动的最大速度是8m/s.
(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是3W.
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是2.5m/s2.
点评:本题是电磁感应与力学、欧姆定律等知识的综合,基础是在于分析导体棒的运动过程.
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