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(1)当金属杆速度减为v时,感应电动势为:
E=BLv…①
感应电流为:
I=[E/R+r]…②
安培力为:
F=BIL…③
根据牛顿第二定律,有:
F=ma…④
联立解得:
a=
B2L2v
(R+r)m
(2)金属杆速度从v0减为v的过程中,根据能量守恒定律,减小的动能转化为电路中的电能,最终转化为焦耳热,故:
Q=[1/2m
v20−
1
2mv2…⑤
根据串联电路的功率关系,有:
QR
Q=
R
R+r]…⑥
联立⑤⑥解得:
QR=
mR
2(R+r)(
v20−v2)
(3)对运动的全过程,根据动量定理,有:
-∑F•△t=0-mv0…⑦
其中:
F=
B2L2v
R+r…⑧
联立⑦⑧解得:
-∑
B2L2v
R+r•△t=0-mv0
故:
B2L2S
R+r=mv0
解得:S=
mv0(R+r)
B2L2
答:(1)当金属杆速度减为v时,金属杆的加速度的大小为
B2L2v
(R+r)m;
(2)金属杆速度从v0减为v的过程中,电阻R产生的热量为
mR
2(R+r)(
v20−v2);
(3)金属杆运动的总路程为
mv0(R+r)
B2L2.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;匀变速直线运动的位移与时间的关系;焦耳定律.
考点点评: 本题是力电综合问题,关键是结合切割公式、安培力公式、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、动量定理、能量守恒定律列式求解,第三问要结合微元法列式,不难.
1年前
你能帮帮他们吗