Question

如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度v₀。在棒的運動速度由v₀減小至v₁的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場中運動。若不計導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。

 

Answer 1

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解析:導(dǎo)體棒所受的安培力為：F=BIl………………①  （3分）

由題意可知，該力的大小不變，棒做勻減速運動，因此在棒的速度從v₀減小到v₁的過程中，平均速度為：……………………②   （3分）

當(dāng)棒的速度為v時，感應(yīng)電動勢的大小為：E=Blv………………③   （3分）

棒中的平均感應(yīng)電動勢為：………………④   （2分）

綜合②④式可得：………………⑤    （2分）

導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為：………………⑥    （2分）

負(fù)載電阻上消耗的熱功率為：…………⑦    （2分）

由以上三式可得：…………⑧      （2分）