题目内容
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度
(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热.
分析:(1)由题意,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动,安培力与重力平衡,由E=BLv、I
、F=BIL推导出安培力公式,由平衡条件即可求出棒ab在离开磁场下边界时的速度.
(2)研究棒ab从静止释放到通过磁场区的过程中,棒的重力势能减小转化为棒的动能和系统的内能,根据能量守恒定律求解系统内产生的焦耳热.
| E |
| R+r |
(2)研究棒ab从静止释放到通过磁场区的过程中,棒的重力势能减小转化为棒的动能和系统的内能,根据能量守恒定律求解系统内产生的焦耳热.
解答:解:(1)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v,产生的电动势为E=BLv,电路中电流 I=
,棒所受的安培力大小为F=BIL,则得
F=
对ab棒,由平衡条件得 mg-F=0
解得 v=
(2)由能量守恒定律:mg(d0+d)=Q+
mv2
解得 Q=mg(d0+d)-
答:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度为
.
(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热为mg(d0+d)-
.
| E |
| R+r |
F=
| B2L2v |
| R+r |
对ab棒,由平衡条件得 mg-F=0
解得 v=
| mg(R+r) |
| B2L2 |
(2)由能量守恒定律:mg(d0+d)=Q+
| 1 |
| 2 |
解得 Q=mg(d0+d)-
| m3g2(R+r)2 |
| 2B4L4 |
答:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度为
| mg(R+r) |
| B2L2 |
(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热为mg(d0+d)-
| m3g2(R+r)2 |
| 2B4L4 |
点评:本题关键要会推导安培力的表达式,同时要正确分析能量是如何转化的,从力和能两个角度研究电磁感应现象.
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