题目内容
3.(1)金属杆在磁场中运动时产生的感应电动势的大小E;
(2)金属杆进入磁场区域后,电阻消耗的电功率P.
分析 (1)根据牛顿第二定律和运动学公式求刚进入磁场时的速度,再根据法拉第电磁感应定律求切割电动势;
(2)进入磁场匀速运动受力平衡求出安培力,结合闭合电路欧姆定律求电流,然后由电功率的公式即可求出.
解答 解:(1)根据牛顿第二定律:F-μmg=ma
刚进磁场时的速度:v0=at0
感应电动势为:E=Blv0
解得:$E=\frac{Bl{t}_{0}(F-μmg)}{m}$
(2)匀速运动受力平衡:F=μmg+BIl
回路电流为:I=$\frac{F-μmg}{Bl}$
电阻消耗的功率:P=EI=$\frac{{t}_{0}}{m}(F-μmg)^{2}$
答:(1)金属杆在磁场中运动时产生的感应电动势的大小是$\frac{Bl{t}_{0}(F-μmg)}{m}$;
(2)金属杆进入磁场区域后,电阻消耗的电功率是$\frac{{t}_{0}}{m}(F-μmg)^{2}$.
点评 本题是电磁感应中的力学问题,知道受力情况,要能熟练运用动力学方法求解金属棒进入磁场时的速度.要知道安培力与速度成正比,都是常用的方法,这些思路要熟悉.
练习册系列答案
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