(2012?潮州二模)如圖甲所示,在水平面上固定有寬為L(zhǎng)=1.0m足夠長(zhǎng)的金屬平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌左端接有的R=0.5Ω的電阻,垂直于導(dǎo)軌平面有一磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時(shí)刻,在距導(dǎo)軌左端d=5m處有一阻值r=0.5Ω光滑導(dǎo)體棒,放置在導(dǎo)軌上,第1S內(nèi)導(dǎo)體棒在一變力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài),不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻.求
(1)第1s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大;
(2)第1s末拉力的大小及方向;
(3)若1s后拉力保持與第1s末相同,求導(dǎo)體棒的最終速度.
分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出第1內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大。
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中的電流,從而求出安培力的大小,根據(jù)楞次定律得出感應(yīng)電流的方向,從而根據(jù)左手定則得出安培力的方向,拉力與安培力大小相等,方向相反.
(3)1s后導(dǎo)體棒做變加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)拉力等于安培力時(shí)速度最大,根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),結(jié)合閉合電路歐姆定律,抓住合力為零,求出最終的速度.
解答:解:(1)第1s內(nèi)由電磁感應(yīng)定律可得:
電動(dòng)勢(shì)為E=
△Φ
△t
=Ld
△B
△t
=2V

(2)由閉合電路歐姆定律知I=
E
R+r
=2A

F=BIL=0.8N
由平衡條件知F=F=0.8N
由楞次定律可得,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较,根?jù)左手定則,導(dǎo)體棒安培力的方向水平向左,則拉力方向水平向右.
(3)1s后導(dǎo)體棒做變加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)受力平衡速度達(dá)最大
則由電磁感應(yīng)定律E′=BLv
由閉合電路歐姆定律知I′=
E′
R+r

由平衡條件知F′=F′=I′LB
聯(lián)立解得v=
F′(R+r)
B2L2

代入數(shù)據(jù)得V=5m/s.
答:(1)第1s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2V.
(2)第1s末拉力的大小為0.8N,方向水平向右.
(3)導(dǎo)體棒的最終速度為5m/s.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以及感生產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),關(guān)鍵掌握產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的公式,結(jié)合閉合電路歐姆定律和共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解.
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239
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4
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,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( 。

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