Question

如圖所示，一個U形導體框架，其寬度L＝1 m，框架所在平面與水平面的夾用α＝30°．其電阻可忽略不計．設勻強磁場與U形框架的平面垂直．勻強磁場的磁感強度B＝0.2 T．今有一條形導體ab，其質量為m＝0.5 kg，有效電阻R＝0.1 Ω，跨接在U形框架上，并且能無摩擦地滑動，求：

(1)由靜止釋放導體，導體ab下滑的最大速度v_m；

(2)在最大速度v_m時，在ab上釋放的電功率．(g＝10 m/s²)．

Answer 1

答案：
解析：

正確解答：(1)導體ab受G和框架的支持力N，而做加速運動由牛頓第二定律 　　mgsin30°＝ma 　　a＝gsin30°＝5(m/s2) 　　但是導體從靜止開始運動后，就會產生感應電動勢，回路中就會有感應電流，感應電流使得導體受到磁場的安培力的作用．設安培力為FA 　　 　　隨著速度v的增加，加速度a逐漸減小．當a＝0時，速度v有最大值 　　2.5m/s 　　(2)在導體ab的速度達到最大值時，電阻上釋放的電功率 　　2.5(W) 　　小結：物理解題訓練同學們的思維能力．本題要求同學從多角度來看問題．從加速度產生的角度看問題．由于導體運動切割磁感線發生電磁感應產生感應電流，感應電流的受力使得導體所受的合力發生改變，進而使導體的加速度發生變化，直到加速度為零．從能量轉化和守恒的角度看：當重力做功使導體的動能增加的同時，導體又要切割磁感線發生電磁感應將動能轉化為內能．直至重力做功全部轉化為回路的內能．