如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1W,有一质量为m=1kg的金属棒...
问题详情:
如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20 m,电阻R=1 W,有一质量为m=1kg的金属棒MN平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,现用拉力F平行轨道方向拉金属棒,使棒做初速为零的匀加速直线运动,加速度a=1m/s2,试求:
(1)第2s末安培力FA的大小;
(2)在虚线方框内画出拉力F随时间t变化的图线(要标出坐标值);
(3)当拉力F=4N时,电路消耗的电功率;
(4)若拉力F的最大值为5N,流过电阻R的最大电流为多大?
【回答】
解答:(1) ,
(3分)
(2),代入数据得到
(2分)
由此方程画出图线 (2分)
(若直接准确画出图线给4分)
(3) 当F=4N时,由图线求得t =3s
此时速度v/ = at =3m/s,相应的安培力为F/安=3N,安培力的功率即为电路消耗的功率:
P = F/安v/=3×3w =9w (3分)
(4) 若拉力最大为5N,则当F安 = F时,加速度为零,此时速度最大,电路中感应电流最大,F安m = BImL,代入数据求得最大电流为Im =5A (4分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题
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