解题思路:(1)由图数据,根据法拉第电磁感应定律求得金属棒ab电动势的平均值.(2)从下滑的距离与时间的关系中找到棒的运动情况和速度.(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,根据动能定理求得安培力做功,再去求得产生的热量.
(1)根据法拉第电磁感应定律得:
金属棒ab电动势的平均值
.
E=[△Φ/△t]=[BLs/△t]=[0.5×0.4×0.6/0.4]V=0.3V.
(2)从表格中数据可知,0.3s后棒做匀速运动
速度v=[△s/△t]=[0.25/0.1m/s=2.5m/s.
由mg-F=0,F=BIL,
I=
E
R+r],E=BLv.
联立解得m=0.02Kg
(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,根据动能定理得:
mgs+W安=[1/2]mv2-0
克服安培力做的功等于回路的焦耳热,
W安=-Q
QR=[R/R+r]Q
解得 Q=0.1245J
答:(1)在前0.4s的时间内,金属棒ab电动势的平均值是0.3V.
(2)金属棒的质量是0.02kg;
(3)在前0.7s的时间内,电阻R上产生的热量Q是0.1245J.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 电磁感应中导体切割引起的感应电动势在考试中涉及较多,应明确受力分析、功能关系等的灵活应用,注意表格中物理量数据的处理分析.