如图*所示,在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导,在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内...
问题详情:
如图*所示,在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导,在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻,质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取)。
(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况;
(2)计算4s内回路中电流的大小,并判断电流方向;
(3)计算4s内回路产生的焦耳热。
【回答】
*:(1)导体棒在前做匀减速运动,在后以后一直保持静止。
(2),电流方向是顺时针方向。
(3)
解析:(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动,有
代入数据解得:,,导体棒没有进入磁场区域。
导体棒在末已经停止运动,以后一直保持静止,离左端位置仍为
(2)前磁通量不变,回路电动势和电流分别为,
后回路产生的电动势为
回路的总长度为,因此回路的总电阻为
电流为
根据楞次定律,在回路中的电流方向是顺时针方向
(3)前电流为零,后有恒定电流,焦耳热为
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题