如图所示,在光滑的水平面上有一半径r=10cm、电阻R=1Ω、质量m=1kg的金属环,以速度v=10m/s向一有界磁场滑去.匀强磁场方向垂直于纸面向里,B=0.5T,从环刚进入磁场算起,到刚好有一半进入磁场时,圆环一共释放了32J的热量,求:(1)此时圆环中电流的瞬时功率;(2)此时圆环运动的加速度.
问题描述:
如图所示,在光滑的水平面上有一半径r=10cm、电阻R=1Ω、质量m=1kg的金属环,以速度v=10m/s向一有界磁场滑去.匀强磁场方向垂直于纸面向里,B=0.5T,从环刚进入磁场算起,到刚好有一半进入磁场时,圆环一共释放了32J的热量,求:
(1)此时圆环中电流的瞬时功率;
(2)此时圆环运动的加速度.
答
(1)从开始进入磁场到有一半进入磁场过程中,由能量守恒定律得:12mv2=Q+12mv′2,代入数据解得v′=6m/s,此时的感应电动势:E=BLv′=B•2rv′=0.5×2×0.1×6=0.6V,圆环的瞬时功率P=E2R=0.621=0.36W.(2)感应...
答案解析:(1)由能量守恒定律求出圆环的速度,然后由E=BLv求出感应电动势,然后由功率公式求出电流的瞬功率.
(2)由安培力公式求出安培力,由牛顿第二定律求出圆环的加速度.
考试点:法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率;焦耳定律.
知识点:本题考查了求圆环的电功率、加速度问题,应用能力守恒定律、E=BLv、欧姆定律、安培力公式、电功率公式、牛顿第二定律即可正确解题;求感应电动势与安培力时,要注意有效长度L=2r.