問題詳情:
如圖*所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5m範圍內存在垂直紙面向裏的勻強磁場,且磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示。在t=0時刻,質量為m=0.1kg的導體棒以v0=1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動,導體棒與導軌之間的動摩擦因數為μ=0.1,導軌與導體棒單位長度的電阻均為,不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取)。
(1)通過計算分析4s內導體棒的運動情況;
(2)計算4s內迴路中電流的大小,並判斷電流方向;
(3)計算4s內迴路產生的焦耳熱。
【回答】
*:(1)導體棒在前做勻減速運動,在後以後一直保持靜止。
(2),電流方向是順時針方向。
(3)
解析:(1)導體棒先在無磁場區域做勻減速運動,有
代入數據解得:,,導體棒沒有進入磁場區域。
導體棒在末已經停止運動,以後一直保持靜止,離左端位置仍為
(2)前磁通量不變,迴路電動勢和電流分別為,
後迴路產生的電動勢為
迴路的總長度為,因此迴路的總電阻為
電流為
根據楞次定律,在迴路中的電流方向是順時針方向
(3)前電流為零,後有恆定電流,焦耳熱為
知識點:專題八 電磁感應
題型:綜合題