题目内容

如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,导体棒与框架间的动摩擦因数为0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动,通过导体棒截面的电量共为Q=2C.求:

(1)导体棒匀速运动的速度;
(2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒的电阻消耗的电功.
(sin 37°=0.6  cos 37°=0.8  g=10m/s2)
(1)5m/s(2)1.5J

试题分析:(1)由安培力,,,
可得
导体棒匀速下滑时,由力平衡得

所以
代入数据解得v=5m/s
(2)设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动下滑的距离为S,
通过导体棒截面的电量       
得到    
所以
根据能量守恒定律,得
得
点评:对某些电磁感应问题,我们可以从能量转化的角度出发,运用能量转化和守恒定律、功能关系分析解决。
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