解题思路:(1)开始时cd棒不动,ab棒做加速直线运动,当安培力增加为0.15N时达到最大速度而平衡;两棒受到的安培力等值、反向、共线,故cd棒一直静止不动;
(2)当ab达到稳定状态时,根据P=FAvm求解回路中通过电流做功产生的热功率.
(1)两棒中的电流等值、反向、共线,故两棒受到的安培力等值、反向、共线;
开始时cd棒不动,拉力大于最大静摩擦力,ab棒做加速直线运动,安培力不断增加,当安培力为:
FA=F-f=0.4-0.2=0.2N,ab棒开始做匀速直线运动;
由于:
FA=BIL
I=
BLvm
2R
故:
vm=
2FAR
B2L2=
2×0.2×0.1
0.22×0.52=4m/s
I=2A
(2)当ab达到稳定状态时,回路中通过电流做功产生的热功率为:
P=FAvm=0.2×4=0.8W
答:(1)ab达到稳定状态时的速度是4m/s;
(2)当ab达到稳定状态时,回路中通过电流做功产生的热功率为0.8W.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 本题难点在于cd棒是否运动的判断,要注意开始时ab棒加速过程的动态分析;不难.