如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R＝3Ω的电阻，导轨相距d＝1m，其...

问题详情：

如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻，导轨相距d＝1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。质量为m＝0.1 kg，电阻为r＝1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉动CD，CD受的摩擦阻力Ff恒为0.5 N。求：

（1）CD运动的最大速度vm的大小。

（2）当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率P是多少？

（3）当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度a的大小。

【回答】

【解析】　(1)设导体棒的运动速度为v，则

产生的感应电动势为：E＝Bdv  （1分）

根据闭合电路欧姆定律有：I＝   （1分）

则安培力为：F0＝BdI   （1分）

据题意分析，当v最大时，有：F－F0－Ff＝0  （1分）

联立以上各式得：vm＝＝8 m/s.  （2分）

(2)棒CD速度最大时，同理有：

Em＝Bdvm；Im＝（1分）；

而P＝I·R （1分）

联立得：P＝＝3 W   （2分）

(3)当CD速度为vm时有：E′＝   （1分）

I′＝   ；  F′＝BI′d  

据牛顿第二定律有：F－F′－Ff＝ma    （1分）

联立得：a＝2.5 m/s2             （2分）

【*】　(1)8 m/s　(2)3 W　(3)2.5 m/s2

知识点：专题八 电磁感应

题型：计算题