Question

如圖所示，一根電阻為R的電阻絲做成一個半徑為r的圓形線框，豎直放置在水平勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直，磁感應強度為B，方向垂直紙面向里。現(xiàn)有一根質量為m、電阻不計的導體棒，自圓形線框最高點由靜止開始沿線框下落，在下落過程中始終與線框良好接觸，且保持水平。已知下落距離為時，棒的速度大小為v1，加速下落至圓心O時，棒的速度大小為v2。試求:

(1)金屬棒下落距離為時，金屬棒中感應電流的大小和方向；

(2)金屬棒下落距離為時的加速度大��；

（3）金屬棒下落至圓心O時，整個線框的發(fā)熱功率。

Answer 1

【知識點】導體切割磁感線時的感應電動勢；牛頓第二定律；安培力；電磁感應中的能量轉化．C2  L2 L5

【答案解析】（1）  水平向右 （2）  （3）   解析： (1)由右手定則得， 金屬棒中的感應電流方向為：水平向右     

   接入電路中的導體棒產生的感應電動勢：      

   此時電路的總電阻：                              

                                      

(2)金屬棒上的安培力:          

                                           

                                      

(3)金屬棒上的安培力：          

P熱=PA =                       

                P熱                      

【思路點撥】棒下落距離為  r時，棒切割磁感線產生感應電動勢，根據(jù)幾何知識求出棒的有效切割長度，即可求出感應電動勢，由歐姆定律和安培力公式結合求出安培力，根據(jù)牛頓第二定律可求得加速度．求得下落到圓心時的瞬時速度，從而求得瞬時安培力和速率，從而求得熱功率。