(2011•宜兴市模拟)如图所示,两根不计电阻的倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37°,底端接电阻R=1.5Ω.金属棒ab
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解题思路:(1)由E=BLv求出感应电动势,由P=

U

2

R

的变形公式求出金属棒的速度.

(2)由动能定理可以求出安培力做的功.

(3)由动能定理可以求出安培力做的功,克服安培力做的功转化为焦耳热,然后求出电阻R产生的焦耳热.

(1)设金属棒ab到达X0=6m处的速度为v,

则感应电动势E=BLv=Byv=0.8Bvsin([π/12]X0) ①,

此时电路中消耗的电功率为P=

E2

R+r ②,

由①②解得:v=

10m/s;

(2)从金属棒ab运动到Xo=6m处的过程中,由动能定理得:

mgsin37°X-μmgcos37°X-W=[1/2]mv2-0,

解得:W=3.8J;

(3)由动能定理得:mgsin37°X-μmgcos37°X-W′=[1/2]mV2-[1/2]mV2

解得W′=4.8J,克服安培力做功转化为焦耳热Q=W′=4.8J,

QR

Qr=

I2Rt

I2rt=[R/r]=[1.5Ω/0.5Ω]=[3/1],QR+Qr=Q,则QR=Q=3.6J;

答::(1)金属棒的速度是

10m/s;

(2)安培力对金属棒ab做了3.8J的功;

(3)电阻R上产生的焦耳热为3.6J.

点评:

本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;动能定理的应用;电磁感应中的能量转化.

考点点评: 本题考查了求金属棒的速度、安培力做的功、导体棒产生的焦耳热等问题,熟练应用动能定理是正确解题的关键.

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