题目内容
【题目】电磁驱动在军事、科研和生活中有着广泛的应用，某一驱动装置的原理图如图所示，正方形线圈ABCD的两个接线端分别于水平放置的金属导轨相连接．线圈内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为
平行导轨间距
，其间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度
，质量
的导体棒PQ垂直导轨放置，且与导轨接触良好．已知线圈的边长
、匝数
、电阻
，导体棒的电阻
，导体棒与导轨间的动摩擦因数
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，其余电阻不计．求：
（1）
导体棒PQ静止时，两端的电压U
（2）导体棒PQ刚能滑动时，k的取值和线圈的热功率P
（3）导体棒PQ最终以速度v=5m/s向右匀速滑动，在
的一段时间内，通过PQ的电荷量q和磁场释放的磁场能E
【答案】（1）0.6V；（2）
；0.16W；（3）
；3.28J
【解析】
（1）根据法拉第电磁感应定律
得
又
PQ两端的电压
（2）导体棒PQ刚能滑动时，根据平衡条件
由闭合电路欧姆定律
联立解得
线圈的热功率
（3）导体棒PQ最终以速度
向右匀速滑动，电流同（2）
通过PQ的电荷量
磁场释放的磁场能
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