(2014?江苏模拟)如图所示,两根平行金属导轨与水平面间的夹角α=30°,导轨间距为l=0.50m,金属杆ab、c

2025-05-17 22:36:36
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(1)cd杆保持静止,处于平衡状态,
由平衡条件得:mgsinα=BIl,
感应电流:I=

mgsinα
Bl
=
1×10×sin30°
2×0.5
=5A;
(2)ab杆匀速上升,处于平衡状态,由平衡条件得:F=mgsinα+IlB,
ab杆切割磁感线,产生的感应电动势:E=Blv,
感应电流I=
E
2r

拉力做功的功率:P=Fv,
解得,拉力F=10N,拉力的功率:P=10W;
(3)当F=20N,ab杆速度v1时,
产生的电动势:E=Blv1=2V,
安培力:F=BIl=
B2l2v1
2r
=10N,
由牛顿第二定律得:F-mgsinα-F=ma,
解得:a=5m/s2
回路电功率P1=
E2
2r
=20W;
答:(1)回路中感应电流I的大小为5A;
(2)拉力做功的功率为10W;
(3)ab杆速度v1=2m/s时杆的加速度为5m/s2,回路电功率为20W.