(2009?如图所示,两个平行的金属导轨MN和PQ(足够长),距离为L,不考虑阻力,固定在同一水平面上。
(1)根据法拉第电磁感应定律,t时刻回路的感应电动势是多少?E=△φ△t=BL(v1?v2)?①
回路中的感应电流:I = E2r = BL (V1?v2)2R?②
棒A产生的电动势:Ea=BLv1 ③
棒上的电压:U=Ea-IR?④
联立求解:u = bl (v1+v2) 2。
(2)对a来说是,T-BIL=ma ⑤。
是对c,Mg-T=Ma?⑥
以上两类联立解:a = 2mgr?B2L2(v1?v2)2R(M+m)
(3)解1:在单位时间内,A杆克服安培力做功,C物体的引力势能一部分转化为闭环电能,而闭环电能一部分以焦耳热的形式消耗,另一部分转化为B杆的动能。所以T时刻闭环的电功率等于A条克服安培力做功的功率,也就是?P=BILv1⑦
联立② ⑦解:p = B2l2 (V1?v2)v12R
方案二:A杆可以相当于发电机,B杆可以相当于电动机。
杆的感应电动势为Ea=BLv1⑧。
闭环消耗的总电能为:P = IEa……⑨
联立② ⑧ ⑨解:p = bilv1 = b2l2 (v1?v2)v12R
方案三:闭环消耗的热功率为:p = I2?2R=B2L2(v1?v2)22R……
杆B的机械功率为:P机= BILV2 = B2L2 (V1?v2)v22R…(11)
因此,闭环消耗的总电功率为:P = P热+P机= B2L2 (V1?v2)v12R
答:
(1)t时,A杆两端电压为BL(v1?v2)2。
(2)时间t c的加速度值是2MgR?B2L2(v1?v2)2R(M+m)。
(3)在t时刻,A、B与导轨形成的闭环消耗的总电功率为B2L2(v1?v2)v12R。