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1、.例1:如图所示,金属棒ab置于水平放置的光滑平行导轨上,导轨左端接有R=0.4的电阻,置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向内。导轨间距为L=0.4m,金属棒ab质量为m=0.1kg,电阻为r=0.1,导轨足够长且电阻不计。若金属棒向右匀速运动,v=5m/s。 1问:电路中相当于电源的是哪一部分?哪一点相当于电源正极?金属棒ab段,a相当电源正极(楞次定律,右手定则均可判断出电流在金属棒内由b流向a)2问:产生的感应电动势有多大?电路中电流的大小是多少?流过电阻R的电流方向怎样?(dc)楞次定律,右手定则3问:金属棒ab两端的电压多大?4问:金属棒ab所受的安培力如何?,
2、方向水平向左5问:使金属棒ab向右匀速运动所需的水平外力如何?平衡有:F=F安=0.016N,方向水平向右6问:整个电路消耗的电功率多大?P总=EI=0.20.4w=0.08w电阻R消耗的功率多大?P=I2R=0.420.4=0.064w金属棒消耗的电功率多大?P0=I2r=0.420.1=0.016w7问:克服安培力做功的功率多大?P=F安v=0.0165=0.08w水平外力做功的功率多大? P=Fv=0.0165=0.08w8问:若撤去外力,则金属棒ab将会怎样运动?(做加速度减小的减速运动,直到停止)9问:撤去外力后,金属棒ab运动的速度为2m/s时,求金属棒ab的加速度大小和方向?(a
3、=0.064m/s2,水平向左)10问:撤去外力后直到停止运动,回路中产生的总焦耳热多大?电阻R产生的焦耳热是多少?11问:撤去外力后直到停止运动,回路中通过电阻的电量是多少? 12问:撤去外力后,金属棒还能滑行多远? (s=15.625m)例2:如图所示,金属棒ab置于水平放置的光滑平行导轨上,导轨左端接有R=0.4的电阻,置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向内。导轨间距为L=0.4m,金属棒ab质量为m=0.1kg,电阻为r=0.1,导轨足够长且电阻不计。若金属棒从静止开始,在F=0.016N的水平恒定外力作用下向右运动。13问:金属棒ab将如何运动?(做加速度减小的
4、加速运动,直到匀速)14问:金属棒ab可以达到的最大速度是多大?最大速度与水平外力是什么关系?当时速度最大, 解得,最大速度与水平外力正比例关系15问:如果已知金属棒ab从静止开始运动至达到最大速度的时间为t,计算通过电阻R的电量是多少? 16问:从金属棒ab开始运动到达到最大速度的这段时间t内,电阻R产生的焦耳热是多少? 借用15问结论17问:若要求金属棒ab从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动,应给金属棒施加怎样的外力? 18问:若金属棒从静止开始,在水平外力作用下向右运动,水平外力的功率为P且保持不变,经时间t金属棒达到最大速度,求此过程中电阻R产生的焦耳热。 19问:若金属棒ab开始以向右5m/s的速度做匀速直线运动时,距离cd为0.1m,此时磁感应强度为0.1T。为使以后电路中始终不产生感应电流,试确定从此刻开始计时,磁感应强度B随时间变化的关系式? .