题目内容
12.(1)金属棒下落过程中的最大速度;
(2)则此过程中回路产生的电能为多少?
分析 (1)当金属棒匀速运动时处于平衡状态,此时说道最大,应用平衡条件可以求出最大速度.
(2)由电流定义式求出通过金属棒横截面的电荷量,然后应用能量守恒定律可以求出回路产生的电能.
解答 解:(1)金属棒匀速运动时速度最大,
金属棒受到的安培力:F=BIl=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$,
由平衡条件得:mg=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$,
解得,最大速度:v=$\frac{mgR}{{B}^{2}{l}^{2}}$=$\frac{0.100×10×1}{{1}^{2}×0.{5}^{2}}$=4m/s;
(2)通过金属棒横截面的电荷量:
q=I△t=$\frac{E}{R}$△t=$\frac{\frac{△Φ}{△t}}{R}$△t=$\frac{△Φ}{R}$=$\frac{Blh}{R}$,
由能量守恒定律得:mgh=$\frac{1}{2}$mv2+E,
解得:E=3.2 J.
答:(1)金属棒下落过程中的最大速度为4m/s;
(2)则此过程中回路产生的电能为3.2J.
点评 解决本题的关键是熟练推导安培力与速度的关系式、感应电荷量与高度的关系式.对棒进行受力分析、熟练应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、能量守恒定律等正确解题.
练习册系列答案
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17.
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