(新課標)2018-2019學年高考物理 主題三 電磁感應及其應用 提升課2 電磁感應中的動力學及能量問題學案 新人教版選修3-2
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1、 提升課2 電磁感應中的動力學及能量問題 電磁感應中的動力學問題 1.具有感應電流的導體在磁場中將受到安培力作用,所以電磁感應問題往往與力學問題聯(lián)系在一起,處理此類問題的基本方法是: (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向。 (2)求回路中的感應電流的大小和方向。 (3)分析導體的受力情況(包括安培力)。 (4)列動力學方程或平衡方程求解。 2.兩種狀態(tài)處理 (1)導體處于平衡狀態(tài)——靜止或勻速直線運動狀態(tài)。 處理方法:根據(jù)平衡條件——合力等于零列式分析。 (2)導體處于非平衡狀態(tài)——加速度不為零。 處理方法:根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結
2、合功能關系分析。 [例1] 如圖1所示,空間存在B=0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場,MN、PQ是水平放置的平行長直導軌,其間距L=0.2 m,電阻R=0.3 Ω接在導軌一端,ab是跨接在導軌上質量m=0.1 kg、電阻r=0.1 Ω的導體棒,已知導體棒和導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2。從t=0時刻開始,對ab棒施加一個大小為F=0.45 N、方向水平向左的恒定拉力,使其從靜止開始沿導軌滑動,滑動過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好,求:(g=10 m/s2) 圖1 (1)導體棒所能達到的最大速度; (2)試定性畫出導體棒運動的速度-時間圖象。 思路點撥:ab棒在拉力F作用下運動,
3、隨著ab棒切割磁感線運動的速度增大,棒中的感應電動勢E=BLv增大,棒中感應電流I==增大,棒受到的安培力方向水平向右,大小為F=BIL=也增大,最終達到勻速運動時棒的速度達到最大值。外力在克服安培力做功的過程中,消耗了其他形式的能,轉化成了電能,最終轉化成了焦耳熱。 解析 (1)導體棒切割磁感線運動,產(chǎn)生的感應電動勢為 E=BLv① I=② 導體棒受到的安培力F安=BIL③ 導體棒運動過程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力Ff的作用,根據(jù)牛頓第二定律得 F-μmg-F安=ma④ 由①②③④得F-μmg-=ma⑤ 由上式可以看出,隨著速度的增大,安培力增大,加速度a減小,當加速度
4、a減小到0時,速度達到最大。 此時有F-μmg-=0⑥ 可得vm==10 m/s⑦ (2)導體棒運動的速度-時間圖象如圖所示。 答案 (1)10 m/s (2)見解析圖 電磁感應動力學問題中的動態(tài)分析思路 導體受外力運動產(chǎn)生感應電動勢感應電流導體受安培力―→合外力變化加速度變化―→速度變化―→感應電動勢變化……→a=0,v最大值。 周而復始地循環(huán),循環(huán)結束時,加速度等于零,導體達到穩(wěn)定狀態(tài),a=0,速度v達到最大值。 [例2] 如圖2甲所示,兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導軌間距為L,M、P兩點間接有阻值為R的電阻,一根質量為m的均勻
5、直金屬桿ab放在兩導軌上,并與導軌垂直,整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于斜面向下,導軌和金屬桿的電阻可忽略,讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑,導軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦。 圖2 (1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖; (2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大??; (3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值。 解析 (1)由右手定則知,產(chǎn)生的感應電流方向a→b。如圖所示,ab桿受重力mg,豎直向下;支持力FN,垂直于斜面向上;安培力F安,沿斜面向上。
6、 (2)當ab桿的速度大小為v時,感應電動勢E=BLv,此時 電路中的電流I== ab桿受到安培力F安=BIL= 根據(jù)牛頓第二定律,有 mgsin θ-F安=mgsin θ-=ma a=gsin θ-。 (3)當a=0時,ab桿有最大速度,其最大值為vm=。 答案 (1)見解析圖 (2) gsin θ- (3) 電磁感應中力學問題的解題技巧 (1)受力分析時,要把立體圖轉換為平面圖,同時標明電流方向及磁場B的方向,以便準確地畫出安培力的方向。 (2)要特別注意安培力的大小和方向都有可能變化,不像重力或其他力一樣是恒力。 (3)根據(jù)牛頓第二定律分析a的變化情況,以求
7、出穩(wěn)定狀態(tài)的速度。 (4)列出穩(wěn)定狀態(tài)下的受力平衡方程往往是解題的突破口。 [針對訓練1] 如圖3所示,兩條相距d的平行金屬導軌位于同一水平面內,其右端接一阻值為R的電阻。質量為m的金屬桿靜置在導軌上,其左側的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應強度大小為B、方向豎直向下。當該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后,金屬桿的速度變?yōu)関。導軌和金屬桿的電阻不計,導軌光滑且足夠長,桿在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求: 圖3 (1)MN剛掃過金屬桿時,桿中感應電流的大小I; (2)MN剛掃過金屬桿時,桿的加速度大小a; (3)PQ剛要離開金屬桿時,感應電流的功率P
8、。 解析 (1)感應電動勢E=Bdv0 感應電流I=,解得I= (2)安培力F=BId 牛頓第二定律F=ma 解得a= (3)金屬桿切割磁感線的速度v′=v0-v,則 感應電動勢E=Bd(v0-v) 電功率P=,解得P= 答案 (1) (2) (3) 電磁感應中的能量問題 1.電磁感應中能量的轉化 電磁感應過程實質是不同形式的能量相互轉化的過程,其能量轉化方式為: 2.求解電磁感應現(xiàn)象中能量問題的一般思路 (1)確定回路,分清電源和外電路。 (2)分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉化,如: ①有滑動摩擦力做功,必有內能產(chǎn)生; ②有重力做功
9、,重力勢能必然發(fā)生變化; ③克服安培力做功,必然有其他形式的能轉化為電能,并且克服安培力做多少功,就產(chǎn)生多少電能;如果安培力做正功,就是電能轉化為其他形式的能。 (3)列有關能量的關系式。 [例3] 如圖4所示,足夠長的平行光滑U形導軌傾斜放置,所在平面的傾角θ=37°,導軌間的距離L=1.0 m,下端連接R=1.6 Ω的電阻,導軌電阻不計,所在空間存在垂直于導軌平面向上的勻強磁場,磁感應強度B=1.0 T。質量m=0.5 kg、電阻r=0.4 Ω的金屬棒ab垂直置于導軌上,現(xiàn)用沿導軌平面且垂直于金屬棒、大小為F=5.0 N的恒力使金屬棒ab從靜止開始沿導軌向上滑行,當金屬棒滑行s=2.
10、8 m后速度保持不變。求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2) 圖4 (1)金屬棒勻速運動時的速度大小v; (2)金屬棒從靜止到剛開始勻速運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量QR。 解析 (1)金屬棒沿斜面向上勻速運動時產(chǎn)生的感應電流方向a→b,產(chǎn)生的感應電動勢E=BLv,產(chǎn)生的感應電流為I= 安培力F安=BIL,金屬棒ab受力如圖所示。 由平衡條件有F=mgsin θ+BIL 代入數(shù)據(jù)解得v=4 m/s。 (2)設整個電路中產(chǎn)生的熱量為Q,由能量守恒定律有 Q=Fs-mgs·sin θ-mv2 而QR=Q,代入數(shù)據(jù)解得QR=1.28
11、J。 答案 (1)4 m/s (2)1.28 J 電磁感應中焦耳熱的計算技巧 (1)電流恒定時,根據(jù)焦耳定律求解,即Q=I2Rt。 (2)感應電流變化,可用以下方法分析: ①利用動能定理,求出克服安培力做的功,產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功,即Q=W安。 ②利用能量守恒,即感應電流產(chǎn)生的焦耳熱等于其他形式能量的減少,即Q=ΔE其他。 [針對訓練2] 水平放置的光滑平行導軌上放置一根長為L、質量為m的導體棒ab,ab處在磁感應強度大小為B、方向如圖5所示的勻強磁場中,導軌的一端接一阻值為R的電阻,導軌及導體棒電阻不計?,F(xiàn)使ab在水平恒力F作用下由靜止沿垂直于磁場的方向運動,當
12、通過的位移為x時,ab達到最大速度vm。此時撤去外力,最后ab靜止在導軌上。在ab運動的整個過程中,下列說法正確的是( ) 圖5 A.撤去外力后,ab做勻減速運動 B.合力對ab做的功為Fx C.R上釋放的熱量為Fx+mv D.R上釋放的熱量為Fx 解析 撤去外力后,導體棒水平方向只受安培力作用,而F安=,F(xiàn)安隨v的變化而變化,故導體棒做加速度變化的變速運動,選項A錯誤;對整個過程由動能定理得W合=ΔEk=0,選項B錯誤;由能量守恒定律知,恒力F做的功等于整個回路產(chǎn)生的電能,電能又轉化為R上釋放的熱量,即Q=Fx,選項C錯誤,D正確。 答案 D 1.(電磁感應中的動力
13、學問題)如圖6所示,在一勻強磁場中有一U形導線框abcd,線框處于水平面內,磁場與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一根導體桿,它可在ab、cd上無摩擦地滑動。桿ef及線框中導線的電阻都可不計。開始時,給ef一個向右的初速度,則( ) 圖6 A.ef將減速向右運動,但不是勻減速 B.ef將勻減速向右運動,最后停止 C.ef將勻速向右運動 D.ef將往返運動 解析 ef向右運動,切割磁感線,產(chǎn)生感應電動勢和感應電流,會受到向左的安培力而做減速運動,直到停止,但不是勻減速,由F=BIL==ma知,ef做的是加速度減小的減速運動,故選項A正確。 答案 A 2.(電磁感
14、應中的動力學問題)(多選)如圖7所示,MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導軌,已知導軌足夠長,且電阻不計。ab是一根與導軌垂直而且始終與導軌接觸良好的金屬桿。開始時,將開關S斷開,讓桿ab由靜止開始自由下落,一段時間后,再將S閉合,若從S閉合開始計時,則金屬桿ab的速度v隨時間t變化的圖象可能是( ) 圖7 解析 設ab桿的有效長度為l,S閉合時,若>mg,桿先減速再勻速,D項有可能;若=mg,桿勻速運動,A項有可能;若<mg,桿先加速再勻速,C項有可能;由于v變化,-mg=ma中的a不恒定,故B項不可能。 答案 ACD 3.(電磁感應中的能量問題)如圖8所示,豎直放
15、置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R,質量不能忽略的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦,棒與導軌的電阻均不計,整個裝置放在勻強磁場中,磁場方向與導軌平面垂直,棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內,力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于( ) 圖8 A.棒的機械能增加量 B.棒的動能增加量 C.棒的重力勢能增加量 D.電阻R上產(chǎn)生的熱量 解析 棒加速上升時受到重力、拉力F及安培力。根據(jù)功能關系可知,力F與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機械能的增加量,選項A正確。 答案 A 4.(電磁感應中的動力學綜合問題)如圖9所示,質量m1=0.1 kg,電阻R
16、1=0.3 Ω,長度l=0.4 m的導體棒ab橫放在U型金屬框架上??蚣芄潭ㄔ诮^緣水平面上,相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,電阻不計且足夠長。電阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=1.0 T。現(xiàn)垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,使棒ab從靜止開始無摩擦地運動,棒始終與MM′、NN′保持良好接觸。 圖9 (1)求棒ab能達到的最大速度; (2)若棒ab從靜止到剛好達到最大速度的過程中,導體棒ab上產(chǎn)生的熱量QR1=1.2 J,求該過程中棒ab的位移大小。 解析 (1)ab棒做加速度逐漸變小的加速運動, 當a=0時,速度達到
17、最大,設最大速度為vm F=F安=BIl I= E=Blvm 得vm==5 m/s。 (2)棒ab從靜止到剛好達到vm的過程中,設閉合電路產(chǎn)生的總熱量為Q總, = 對棒ab由功能關系 Fx=Q總+mv 得x=1.425 m。 答案 (1)5 m/s (2)1.425 m 基礎過關 1.很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放,形成一很長的豎直圓筒。一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置,其下端與圓筒上端開口平齊。讓條形磁鐵從靜止開始下落。條形磁鐵在圓筒中的運動速率( ) A.均勻增大 B.先增大,后減小 C.逐漸增大,趨于不變 D.先增大,再減小,最后不變 解析 對
18、磁鐵受力分析可知,磁鐵重力不變,磁場力隨速率的增大而增大,當重力等于磁場力時,磁鐵勻速下落,所以選項C正確。 答案 C 2.(多選)如圖1所示,金屬桿ab以恒定的速率v在光滑平行導軌上向右滑行,設整個電路中總電阻為R(恒定不變),整個裝置置于垂直紙面向里的勻強磁場中,下列敘述正確的是( ) 圖1 A.ab桿中的電流與速率v成正比 B.磁場作用于ab桿的安培力與速率v成正比 C.電阻R上產(chǎn)生的熱功率與速率v的二次方成正比 D.外力對ab桿做功的功率與速率v成正比 解析 由E=Blv和I=得I=,所以安培力F=BIl=,電阻上產(chǎn)生的熱功率P=I2R=,外力對ab做功的功率就等
19、于回路產(chǎn)生的熱功率,故A、B、C正確。 答案 ABC 3.如圖2所示,空間某區(qū)域中有一勻強磁場,磁感應強度方向水平,且垂直于紙面向里,磁場上邊界b和下邊界d水平。在豎直面內有一矩形金屬線圈,線圈上下邊的距離很短,下邊水平。線圈從水平面a開始下落。已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下邊通過水平面b、c(位于磁場中)和d時,線圈所受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd,則( ) 圖2 A.Fd>Fc>Fb B.Fc<Fd<Fb C.Fc>Fb>Fd D.Fc<Fb<Fd 解析 線圈在a處自由下落,到b點速度vb=,受安培力Fb=,線圈全部進入磁場,
20、無感應電流,則線圈不受安培力作用,F(xiàn)c=0,線圈繼續(xù)加速,由于線圈上下邊界很短,故vd=>vb,d點處所受安培力為Fd=,故Fd>Fb>Fc,選項D正確。 答案 D 4.如圖3所示,紙面內有一矩形導體閉合線框abcd,ab邊長大于bc邊長,置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強磁場外,線框兩次勻速地完全進入磁場,兩次速度大小相同,方向均垂直于MN。第一次ab邊平行于MN進入磁場,線框上產(chǎn)生的熱量為Q1,通過線框導體橫截面的電荷量為q1;第二次bc邊平行于MN進入磁場,線框上產(chǎn)生的熱量為Q2,通過線框導體橫截面的電荷量為q2,則( ) 圖3 A.Q1>Q2,q1=q2 B.Q1>Q2
21、,q1>q2 C.Q1=Q2,q1=q2 D.Q1=Q2,q1>q2 解析 根據(jù)功能關系知,線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做的功,即Q1=W1=F1lbc=lbc=lab,同理Q2=lbc,又lab>lbc,故Q1>Q2;因q=It=t=,故q1=q2,因此A正確。 答案 A 5.(多選)如圖4所示,有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道,間距為l,上端接有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面向上的勻強磁場,磁感應強度為B。一根質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下,經(jīng)過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm,則( ) 圖4 A.如果B變大,vm將變大
22、 B.如果α變大,vm將變大 C.如果R變大,vm將變大 D.如果m變小,vm將變大 解析 金屬桿從軌道上滑下切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢E=Blv,在閉合電路中形成電流I=,因此金屬桿從軌道上滑下的過程中除受重力、軌道的彈力外還受安培力F安作用,F(xiàn)安=BIl=,先用右手定則判定感應電流方向,再用左手定則判定出安培力方向,如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律得mgsin α-=ma,當a→0時,v→vm,解得vm=,故選項B、C正確。 答案 BC 6.(多選)如圖5所示,勻強磁場中有一矩形閉合線圈,線圈平面與磁場垂直。已知線圈的面積S=0.5 m2,線圈電阻r=0.2 Ω,磁感應強度B在
23、0~1 s內從零均勻變化到2 T,則( ) 圖5 A.0.5 s時線圈內感應電動勢的大小為1 V B.0.5 s時線圈內感應電流的大小為10 A C.0~1 s內通過線圈的電荷量為5 C D.0~0.5 s內線圈產(chǎn)生的焦耳熱為5 J 解析 根據(jù)法拉第電磁感應定律E=n可得E==1 V,故選項A正確;線圈內感應電流的大小I== A=5 A,故選項B錯誤;0~1 s內通過線圈的電荷量q=It=5×1 C=5 C,故選項C正確;0~0.5 s內線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2rt=52×0.2×0.5 J=2.5 J,故選項D錯誤。 答案 AC 7.(多選)如圖6所示,勻強磁場的磁感
24、應強度為B,方向豎直向下,在磁場中有一個邊長為L的正方形剛性金屬框,ab邊的質量為m,電阻為R,其他三邊的質量和電阻均不計。cd邊上裝有固定的水平軸,將金屬框自水平位置由靜止釋放,第一次轉到豎直位置時,ab邊的速度為v,不計一切摩擦,重力加速度為g,則在這個過程中,下列說法正確的是( ) 圖6 A.通過ab邊的電流方向為a→b B.ab邊經(jīng)過最低點時的速度v= C.ab邊經(jīng)過最低點時的速度v< D.金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgL-mv2 解析 ab邊向下擺動過程中,金屬框內磁通量逐漸減小,根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則可知感應電流方向為b→a,選項A錯誤;ab邊由水平位置到達最低點
25、過程中,機械能一部分轉化為焦耳熱,故v<,所以選項B錯誤,C正確;根據(jù)能量守恒定律可知,金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱應等于此過程中機械能的損失,故選項D正確。 答案 CD 能力提升 8.如圖7所示,C是一只電容器,先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導軌在勻強磁場中沿垂直磁場方向運動,到有一穩(wěn)定速度過一會后突然撤去外力。不計摩擦,則ab以后的運動情況可能是( ) 圖7 A.減速運動到停止 B.來回往復運動 C.勻速運動 D.加速運動 解析 用外力使金屬桿ab在勻強磁場中沿垂直磁場方向運動時,金屬桿產(chǎn)生感應電動勢,對電容器充電,設棒向右運動,根據(jù)右手定則判斷可知ab中產(chǎn)生的感應電
26、流方向從b到a,電容器上極板帶正電,下極板帶負電;穩(wěn)定后速度不變,電容器充電結束,電流為零,外力和安培力均為零,外力撤去后ab保持向右勻速,故選項C正確。 答案 C 9.(多選)如圖8所示,在方向垂直紙面向里,磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中有一個由均勻導線制成的單匝矩形線框abcd,線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運動,運動中線框dc邊始終與磁場右邊界平行,線框邊長ad=L,cd=2L。線框導線的總電阻為R。則在線框離開磁場的過程中,下列說法正確的是( ) 圖8 A.ad間的電壓為 B.流過線框截面的電量為 C.線框所受安培力的合力為 D.線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量
27、為 解析 在線框離開磁場的過程中,產(chǎn)生的電動勢E=B·2Lv,感應電流I==。ad間的電壓為U=I·R=·R=,故選項A正確;流過線框截面的電量q=IΔt=·Δt=,故選項B正確;線框所受安培力的合力F=BI·2L=,故選項C錯誤;線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量Q=I2·R·=,故選項D正確。 答案 ABD 10.如圖9所示,兩平行金屬導軌位于同一水平面上,相距l(xiāng),左端與一電阻R相連,整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向豎直向下。一質量為m的導體棒置于導軌上,在水平外力作用下沿導軌以速率v勻速向右滑動,滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好。已知導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ
28、,重力加速度大小為g,導軌和導體棒的電阻均可忽略。求 圖9 (1)電阻R消耗的功率; (2)水平外力的大小。 解析 (1)導體棒切割磁感線運動產(chǎn)生的感應電動勢為E=Blv,根據(jù)閉合電路歐姆定律,閉合回路中的感應電流為I=,電阻R消耗的功率為P=I2R,聯(lián)立可得 P= (2)對導體棒受力分析,受到向左的安培力和向左的摩擦力及向右的外力,三力平衡,故有 F安+μmg=F,F(xiàn)安=BIl=B··l, 故F=+μmg 答案 (1) (2)+μmg 11.均勻導線制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質量為m。將其置于磁感應強度為B的水平勻強磁場上方h處,如圖
29、10所示。線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內,且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當cd邊剛進入磁場時, 圖10 (1)求線框中產(chǎn)生的感應電動勢大?。? (2)求cd兩點間的電勢差大?。? (3)若此時線框加速度恰好為零,求線框下落的高度h。 解析 (1)cd邊剛進入磁場時,線框速度v= 線框中產(chǎn)生的感應電動勢E=BLv=BL。 (2)此時線框中的電流I= cd切割磁感線相當于電源,cd兩點間的電勢差即路端電壓U=I·R=BL。 (3)安培力F安=BIL= 根據(jù)牛頓第二定律mg-F安=ma 由a=0,解得下落高度h=。 答案 (1)BL (2)BL (3) 1
30、2.如圖11甲所示,平行金屬導軌豎直放置,導軌間距為L=1 m,上端接有電阻R1=3 Ω,下端接有電阻R2=6 Ω,虛線OO′下方是垂直于導軌平面的勻強磁場?,F(xiàn)將質量m=0.1 kg、電阻不計的金屬桿ab,從OO′上方某處垂直導軌由靜止釋放,桿下落0.2 m過程中始終與導軌保持良好接觸,加速度a與下落距離h的關系圖象如圖乙所示。求: 圖11 (1)磁感應強度B; (2)桿下落0.2 m過程中通過電阻R2的電荷量q。 解析 (1)由圖象知,桿自由下落距離是0.05 m,當?shù)刂亓铀俣萭=10 m/s2,則桿進入磁場時的速度 v==1 m/s 由圖象知,桿進入磁場時加速度 a=-g=-10 m/s2 由牛頓第二定律得mg-F安=ma 回路中的電動勢E=BLv 桿中的電流I=,R并= F安=BIL= 得B==2 T。 (2)桿在磁場中運動產(chǎn)生的平均感應電動勢E= 桿中的平均電流I= 通過桿的電荷量Q=I·Δt 通過R2的電量q=Q=0.05 C。 答案 見解析 16
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