解题思路:(1)已知物体的加速度,则由牛顿第二定律可求得摩擦力;
(2)对k杆由受力平衡可得出安培力与摩擦力的关系;由电路的规律可得出流过k的电流;
(3)Q杆的滑动产生电动势,则由E=Blv及闭合电路的欧姆定律可得出电流表达式;
由Q杆受力平衡可得出拉力及安培力的表达式,则由功率公式可求得拉力的瞬时功率.
(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff,由牛顿第二定律得:
m2g-Ff=m2a,
代入数据得:Ff=0.2N;
(2)设通过K杆的电流为I1,K杆受力平衡,
由平衡条件得:Ff=B1I1l,
代入数据解得:I1=[5/3]A;
(3)回路中电流为I,I=2I1,
总电阻为R总:R总=[3/2]R,
设Q杆下滑速度大小为v,产生的感应电动势为E,有
感应电动势:E=B2lv,
感应电流:I=[E
R总,
由平衡条件得:F+m1gsinθ=B2Il,
拉力的瞬时功率为:P=Fv,
联立以上方程,代入数据解得:P=2W.
答:(1)小环所受摩擦力的大小为0.2N;
(2)K杆流过的电流大小为
5/3]A;
(3)Q杆所受拉力的瞬时功率为2W.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.
考点点评: 本题考查切割产生的感应电动势与电路的结合及功能关系的结合,在分析中要注意物体运动状态(加速、匀速或平衡)由牛顿第二定律可得出对应的表达式,从而联立求解.