問題詳情:
如圖所示,有一磁感強度為0.1T的水平勻強磁場,垂直勻強磁場放置一很長的金屬框架,框架上有一導體ab保持與框架邊垂直、由靜止開始下滑.已知ab長10cm,質量為0.1kg,電阻為0.1Ω,框架電阻不計,取g=10m/s2.求:
(1)導體ab下落的最大加速度和最大速度;
(2)導體ab在最大速度時產生的電功率.
【回答】
解:(1)對ab杆受力分析,受兩個力:重力和安培力,根據牛頓第二定律有 mg﹣F安=ma,要使a最大,而mg都不變,那F安就得最小,而安培力的最小值是0,也就是剛下滑的瞬間,a最大,解得最大速度為:am=g=10m/s2.
當最大速度時,那麼a=0,所以有
mg﹣F安=0,
即 mg=BIL,
根據歐姆定律得 I=
聯立以上兩式得 mg=
則得 v==m/s=103m/s
(2)導體ab在最大速度時產生的電功率:P=I2R,
又 I=
解得:P==W=103W
答:(1)導體ab下落的最大加速度為10m/s2,最大速度為103m/s;
(2)導體ab在最大速度時產生的電功率為103W.
知識點:專題八 電磁感應
題型:計算題