如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左...

問題詳情:

如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左側兩導軌之間連接一可控制的負載電阻(圖中未畫出);導軌置於勻強磁場中,磁場的磁感應強度大小爲B,方向垂直於導軌所在平面。開始時,給導體棒一個平行於導軌的初速度v0。在棒的運動速度由v0減小至v1的過程中,通過控制負載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恆定。導體棒一直在磁場中運動。若不計導軌電阻,求此過程中導體棒上感應動勢的平均值和負載電阻上消耗的平均功率。

如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左...

【回答】

導體棒所受的安培力爲

         F=IlB                                          ①

該力大小不變,棒做勻減速運動,因此在棒的速度從v0減小到v1的過程中,平均速度爲

 如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左... 第2張                                       ②

當棒的速度爲v時,感應電動勢的大小爲

E=lvB                                           

棒中的平均感應電動勢爲

       如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左... 第3張                                         ④

由②④式得

      如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左... 第4張                                  ⑤

導體棒中消耗的熱功率爲

    如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左... 第5張                                            ⑥

負載電阻上消耗的平均功率爲

如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左... 第6張                                         ⑦

由⑤⑥⑦式得

   如圖,一直導體棒質量爲m、長爲l、電阻爲r,其兩端放在位於水平面內間距也爲l的光滑平行導軌上,並與之密接;棒左... 第7張                       

知識點:電磁感應單元測試

題型:計算