题目内容
【题目】如图所示,有一垂直于纸面向里、磁感应强度B=0.1T的水平匀强磁场,垂直于匀强磁场放置一足够长的U型金属框架,框架上有一导体ab保持与框架垂直接触,且由静止开始下滑。已知ab长1m,质量为0.1kg,电阻为0.1Ω,框架光滑且电阻不计,取g=10m/s2,求:
(1)导体ab下落的最大加速度大小;
(2)导体ab下落的最大速度大小;
(3)导体ab达到最大速度时产生的电功率。
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【答案】(1)10m/s2;(2)10m/s;(3)10W
【解析】
(1)对导体ab受力分析可知,其开始运动时所受的合力最大,即为重力,由牛顿第二定律可知
Mg=ma
最大加速度为
a=g=10m/s2
(2)导体ab下落的速度最大时,加速度为零,此时有
mg=F安
F安=BIL
I=![]()
E=BLvmax
联立以上各式得
vmax=
=
m/s=10m/s
(3)导体ab达到最大速度时其电功率为P=IE,由以上各式得
P=
=
W=10W
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