物理《点亮高考》系列教案：10.3《电磁感应定律的综合应用》

[例3]如图12-1-3所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3Ω的电阻.导轨相距d=lm，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B=0.5T.质量为m=0.1kg，电阻为r=lΩ的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好，现用平行于 MN的恒力F=1N向右拉动CD，CD受摩擦阻力f恒为0.5N.求

 

 

 

 

 

(1)CD运动的最大速度是多少?

(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少?

(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少?

解析：（1）对于导体棒CD，由安培定则得：F₀=BId

根据法拉第电磁感应定律有：E=Bdv

在闭合回路CDOM中，由闭合电路欧姆定律得：I=E/(R+r)

当v=v_max时，有:F=F₀+f

由以上各式可解得： 

（2）当CD达到最大速度时有E=Bdv_max，则可得I_max=E_max/(R+r)

由电功率公式可得P_max=I²_maxR

由以上各式可得电阻R消耗的电功率是： 

(3)当CD的速度为最大速度的一半时       1分  

回路中电流强度为：I=E^//(R+r) ，CD受到的安培力大小 

由牛顿第二定律得：F_合=F-F^/-f，代入数据可解得：a=2.5m/s²

 

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