如图所示,有一磁感强度为0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架...
问题详情:
如图所示,有一磁感强度为0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长10cm,质量为0.1kg,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2.求:
(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.
【回答】
解:(1)对ab杆受力分析,受两个力:重力和安培力,根据牛顿第二定律有 mg﹣F安=ma,要使a最大,而mg都不变,那F安就得最小,而安培力的最小值是0,也就是刚下滑的瞬间,a最大,解得最大速度为:am=g=10m/s2.
当最大速度时,那么a=0,所以有
mg﹣F安=0,
即 mg=BIL,
根据欧姆定律得 I=
联立以上两式得 mg=
则得 v==m/s=103m/s
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率:P=I2R,
又 I=
解得:P==W=103W
答:(1)导体ab下落的最大加速度为10m/s2,最大速度为103m/s;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率为103W.
知识点:专题八 电磁感应
题型:计算题
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