解题思路:(1)导体棒匀速运动,其坐标为x=vt,由e=Blv求出导体棒产生的感应电动势,根据闭合电路欧姆定律求出 通过AB棒的感应电流i,由F安=Bil求安培力,即可由平衡条件求得外力与t关系的表达式;(2)导体棒AB在切割磁感线的过程中产生半个周期的正弦交流电,由感应电动势的瞬时表达式,求出感应电动势的有效值,由焦耳定律求出热量.
(1)在t时刻AB棒的坐标为x=vt
导体棒产生的感应电动势 e=Blv=B0lvcos
πvt
2l
回路的总电阻 R总=R+
1
2R=
3
2R
回路感应电流 i=
e
R=
2B0lvcos2
πvt
l
3R
棒匀速运动时有F=F安=Bil
解得:F=
2
B20l2vcos2(
πvt
2l)
3R(0≤t≤
2l
v)
(2)导体棒AB在切割磁感线的过程中产生半个周期的正弦交流电
感应电动势的有效值为 E=
2
2B0lv
回路产生的电热Q=
E2
R总t
通电时间t=
2l
v
联立解得Q=
2
B20l3v
3R
答:
(1)导体棒AB从x=0运动到x=2l的过程中外力F随时间t变化的规律为F=
2
B20l2vcos2(
πvt
2l)
3R(0≤t≤
2l
v);
(2)导体棒AB从x=0运动到x=2l的过程中整个回路产生的热量为
2
B20l3v
3R.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.
考点点评: 本题是产生正弦式电流的一种方式,关键要掌握电磁感应和电路的基本规律,知道由有效值求热量.