(2013•成都模拟)如图所示,宽度L=1.0m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度

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  • 解题思路:(1)牵引力F的功率恒定,使棒从静止开始先做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动,达到稳定.由力平衡和电磁学规律可求出稳定速度.

    (2)由法拉第电磁感应定律,由电量求出棒运动的位移,再动能定理求解时间.

    (1)设棒获得的稳定速度为v,则棒稳定时:

    F-F-μmg=0

    又F=[P/v]

    F=BIL,I=[BLv/R] 得到F=

    B2L2v

    R

    得F-

    B2L2v

    R-μmg=0

    代入数据解得:v=3m/s

    (2)设所经历的时间为t,棒发生的位移为x,棒中平均电流为I.

    则q=I•△t,I=[E/R],E=[△Φ/△t],得到q=[△Φ/R]=[BLx/R],x=[qR/BL]

    由动能定理得:Pt-Q-μmgx=

    1

    2mv2

    代入解得t=1s

    答:(1)ab棒达到的稳定速度为3m/s.

    (2)ab棒从静止到稳定速度的时间是1s.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;共点力平衡的条件及其应用;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题是电磁感应中的力学问题,综合了电磁感应、电路、力学等知识.考查分析和解决综合题的能力.

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