根据右手定则判断得知:电流方向为b→a (2)棒产生的感应电动势为E2=BLv
感应电流
棒受到的安培力大小图所示.
,方向沿斜面向上,如
根据牛顿第二定律 有|mgsinθ-F|=ma
解得
(3)导体棒最终静止,有 mgsinθ=kx
弹簧的压缩量
设整个过程回路产生的焦耳热为Q0,根据能量守恒定律 有
解得
电阻R上产生的焦耳热6.【解析】(1)安培力大小为
,方向垂直纸面向里。
(2)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中,由动能定理
得
解得
(3)设线框刚离开磁场下边界时的速度为v1,则对接着向下运动2d的过程应用动能定理得
解得:
(4)设装置在Δt内速度变化量为Δv,由动量定理得
化简得
,其中
解得
7.【解析】(1)设金属棒cd运动t时间金属棒ab开始运动,根据运动学公式可知,此时金属棒cd的速度v=at
金属棒cd产生的电动势Ecd=BL2v 则通过整个回路的电流I金属棒ab所受安培力F?Ecd2R1
ab?BI1L1
金属棒ab刚要开始运动的临界条件为Fab=μmg 联立解得t=2 s。
(2)设金属棒cd以速度v2=20 m/s沿导轨匀速运动时,金属棒ab沿导轨匀速运动的速度大小为v1,根据法拉第电磁感应定律可得E=BL2v2-BL1v1
此时通过回路的电流I?E 2R??BI2L1
2金属棒ab所受安培力F又Fab?=μmg 联立解得:v1=5 m/s
ab以金属棒cd为研究对象,则有F水平外力F0的功率为P0=F0v2 解得:P0=12 W。
0?BI1L2??mg
(3)对于金属棒cd根据动量定理得:(F??mg?BIL)?t?0?mv
120设金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离为x,根据法拉第电磁感应定律得
E???BL2x??t?t
R 根据闭合电路欧姆定律:E?I?32联立解得:x=225 m。