Question

如圖所示，一根電阻為R的電阻絲做成一個(gè)半徑為r的圓形線框，豎直放置在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里�，F(xiàn)有一根質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒，自圓形線框最高點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿線框下落，在下落過(guò)程中始終與線框良好接觸，且保持水平。已知下落距離為時(shí)，棒的速度大小為v1，加速下落至圓心O時(shí)，棒的速度大小為v2。試求:

(1)金屬棒下落距離為時(shí)，金屬棒中感應(yīng)電流的大小和方向；

(2)金屬棒下落距離為時(shí)的加速度大小；

（3）金屬棒下落至圓心O時(shí)，整個(gè)線框的發(fā)熱功率。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；牛頓第二定律；安培力；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)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(yīng)電流方向?yàn)椋核�平向�?nbsp;    

   接入電路中的導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：      

   此時(shí)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(diǎn)撥】棒下落距離為  r時(shí)，棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)幾何知識(shí)求出棒的有效切割長(zhǎng)度，即可求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律和安培力公式結(jié)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(shí)的瞬時(shí)速度，從而求得瞬時(shí)安培力和速率，從而求得熱功率。