(2014•陕西三模)如图光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为3m的重物,另一端系一质量为m、电阻为r的金
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(1)释放重物后,金属杆向上运动,由右手定则可知,电阻R中的感应电流方向为Q→R→F;

(2)重物匀速下降时,金属棒匀速上升,处于平衡状态,

对金属棒,由平衡条件得:T=mg+F,

金属棒受到的安培力:F=B0IL=

B20L2v

R+r,

对重物,由平衡条件得:T=3mg,

解得:v=

2mg(R+r)

B20L2;

(3)设电路中产生的总焦耳热为Q,

由能量守恒定律得:3mgh-mgh=[1/2]•(3m)v2+[1/2]mv2+Q,

电阻R中产生的焦耳热:QR=[R/R+r]Q,

解得:QR=[2mghR/R+r]-

8m3g2(R+r)R

B40L4;

(4)金属杆中恰好不产生感应电流,

即磁通量不变:Φ0t

hLB0=(h+h2)LBt

h2=[1/2]at2

由牛顿第二定律得:

a=[3mg−mg/3m+m][1/2]g,

解得,磁感应强度B怎样随时间t变化关系:

Bt=

B0h

h+v0t+

1

4gt2;

答:(1)电阻R中的感应电流方向为:Q→R→F;

(2)重物匀速下降的速度为

2mg(R+r)

B20L2;

(3)重物从释放到下降h的过程中,电阻R中产生的焦耳热为[2mghR/R+r]-

8m3g2(R+r)R

B40L4;

(4)磁感应强度B随时间t的变化关系为

B0h

h+v0t+

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