问题标题:
【如图所示,两根相距L=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连.导轨上x≥0一侧存在着磁感应强度B随x均匀增大的磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.】
问题描述:
如图所示,两根相距L=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连.导轨上x≥0一侧存在着磁感应强度B随x均匀增大的磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/m,且x=0处的磁感应强度B0=1T.一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒垂直放在导轨上,与导轨接触良好,金属棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻R上消耗的功率保持不变,求:
(1)回路中的电流大小和方向;
(2)金属棒在x=2m处的速度大小;
(3)金属棒所受培力F安与x的定量关系式;
(4)金属棒从x=0运动到x=2m的过程中,安培力做的功.
罗忠海回答:
(1)根据楞次定律,可知,感应电流方向逆时针方向,
金属棒切割产生感应电动势为:E=B0lv0=1×0.4×2V=0.8V,
由闭合电路欧姆定律,电路中的电流I=ER+r
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