分析 (1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,結(jié)合閉合電路歐姆定律,及楞次定律,即可求解;
(2)根據(jù)安培力表達(dá)式,結(jié)合平衡條件,即可求解;
(3)依據(jù)焦耳定律,即可求解.
解答 解:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律,則有:E=△B△t•S=kL2
由閉合電路歐姆定律,則有:I=ER
得:I=kL2R
根據(jù)楞次定律,則有方向:由a到b;
(2)由于安培力F=BIL∝B=kt∝t,隨時(shí)間的增大,安培力將隨之增大.當(dāng)安培力增大到等于最大靜摩擦力時(shí),ab將開(kāi)始向左移動(dòng).
這時(shí)有:kt•\frac{{k{L^2}}}{R}•L=μmg
解得:t=\frac{μmgR}{{{k^2}{L^3}}}
(3)由Q=I2Rt
得:Q={(\frac{{k{L^2}}}{R})^2}•R•\frac{μmgR}{{{k^2}{L^3}}}=μmgL
答:(1)金屬棒滑動(dòng)前,通過(guò)金屬棒的電流的大小\frac{k{L}^{2}}{R}和方向由a到b;
(2)t為\frac{μmgR}{{k}^{2}{L}^{3}}時(shí),金屬棒開(kāi)始移動(dòng);
(3)從t=0時(shí)刻起到金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱μmgL.
點(diǎn)評(píng) 考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律及焦耳定律,掌握安培力的表達(dá)式,理解平衡條件的應(yīng)用.
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F/N | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
a/(m•s-2) | 0.10 | 0.21 | 0.30 | 0.39 | 0.51 |
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A. | 閉合開(kāi)關(guān),a將慢慢亮起來(lái),b立即發(fā)光 | |
B. | 閉合開(kāi)關(guān),a、b同時(shí)發(fā)光 | |
C. | 閉合開(kāi)關(guān)穩(wěn)定時(shí),a、b亮度相同 | |
D. | 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),a逐漸熄滅,b燈閃亮一下再熄滅 |
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