解题思路:(1)对cd棒受力分析,受安培力和重力作用,当匀速运动时,重力和安培力相等,由此可正确解答;
(2)设绳子上的拉力为T,对物块和金属棒分别利用牛顿第二定律列方程可正确解答;
(3)以cd棒为研究对象,利用动能定律列方程可正确解答.
(1)cd棒匀速运动时,所受安培力跟重力相平衡,令此时回路中的电流为I,cd棒的速度为v,有:
BIL=mg
I=
BLv
2R
由以上两式可解得:v=
2mgR
B2L2.
答:cd棒匀速运动的速度大小:v=
2mgR
B2L2.
(2)令细绳产生的张力大小为T,物块的加速度大小为a,由牛顿第二定律:
对物块有:T-mg=ma
对ab棒有:T=ma
由以上两式可解得:T=
1
2mg.
运动过程中轻绳产生的张力的大小为:T=
1
2mg.
(3)由能量的转化和守恒定律有:mgh=
1
2mv2+2W
可解得:h=
2m2R2g
B4L4+
2W
mg.
答:此过程中cd棒下落的距离为:h=
2m2R2g
B4L4+
2W
mg.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律;能量守恒定律;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 本题考查了电磁感应与力学和功能关系的结合,是考查学生基础知识的好题.