解题思路:
重物匀速下降时,金属杆匀速上升,合力为零。由
F
=
B
I
L
、
、
E
=
B
Lv
,结合平衡条件求出重物匀速下降的速度
v
,再根据
v
的表达式,分析
v
−
M
图象的斜率,结合图象求出斜率,即可得到
B
1
和
B
2
的比值
.
M
从静止到匀速的过程中下降高度
h
的过程中,
M
的重力势能减小转化为
m
的重力势能、系统的动能和内能,可根据能量守恒定律求解
R
上产生的焦耳热。
金属杆达到匀速运动时,受绳子拉力F. 金属杆的重力
mg
、向下的安培力
F
A
.
则:
F
=
F
A
+
m
g
①
其中
F
=
M
g
②
又对金属杆有:安培力
F
A
=
B
I
L
,感应电流
,感应电动势
E
=
B
Lv
,
则
③
由①②③得
。
(2)由第一题结果及题意可得
v
−
M
的函数关系式为
结合图线可知,斜率
所以
因此
(3)由能量关系,在这个过程中
R
上产生的焦耳热为
将
v
代入可得:
(1)
(2)
(3)
<>