(2010•杨浦区一模)如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道之间用电阻R=2Ω连接,有一
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解题思路:(1)根据电量表达式、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律,即可求解;

(2)根据牛顿第二定律,结合安培力公式与运动学公式,即可求解;

(3)由牛顿第二定律,与安培力公式可求出拉力与时间的关系式,并作出图象.

(1)设全过程中平均感应电动势为E,平均感应电流为I,时间△t,

则通过电阻R的电荷量:

q=I△t,I=

E

R,E=

△φ

△t=

2BLs

△t.

得q=

2BLs

R=1C

(2)拉力撤去时,导体杆的速度为v,拉力撤去后杆运动时间为△t2,平均感应电流为I2

根据牛顿第二定律有:

BI2L2=m

v

△t2,

BI2L△t2=mv

∵I2△t2=q′=

q

2=

BLs

R

B2L2s

R=mv,

v=

B2L2s

mR=

22×12×0.5

0.5×2m/s=2m/s2

所以a=

v2

2s=4m/s2

(3)F=ma+BIL=ma+

B2L2at

R,

拉力作用时间t=

v

a=0.5s,此时Fmax=6N;

t=0时,F=ma=2N

画出拉力随时间变化的F-t图象

答:全过程中通过电阻R的电荷量为1C,匀加速运动的加速度为4m/s2

点评:

本题考点: 法拉第电磁感应定律;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律;安培力.

考点点评: 考查电学知识,并与力、运动相综合,掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等规律的应用,同时学会作关系式的图象.

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