2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步练习--第2章 电磁感应及其应用复习提升
文档属性
| 名称 | 2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步练习--第2章 电磁感应及其应用复习提升 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-11-10 09:21:55 | ||
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文档简介
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2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步
本章复习提升
易混易错练
易错点1 寻找导体切割磁感线的有效长度出错
1.将长为2L、粗细均匀的导线ab,从中点O处折成如图所示形状,aO⊥bO,ab连线与水平方向成45°夹角,导线所在位置处有范围足够大、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将导线在纸面内以相同大小的速度v,分别以垂直ab斜向上和水平向左两个方向运动,则两种情况下a、b两点间的电势差之比为 ( )
A.1∶ B.∶1
C.1∶2 D.2∶1
易错点2 混淆内外电路、内外电压而出错
2.(2023四川凉山宁南中学阶段练习)如图所示,一个各短边边长均为L、长边边长为3L、质地均匀的线框,匀速通过宽度为L的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,线框沿纸面运动,开始时线框右侧短边ab恰好与磁场左边界重合,此过程中最右侧短边两端点a、b两点间电势差Uab随时间t变化关系图像正确的是 ( )
A B
C D
易错点3 对自感线圈的阻碍作用理解出错
3.(2023福建福州期中)如图所示,电路中L是一电阻可忽略不计的电感线圈,a、b为L的左、右两端点,A、B、C为完全相同的三盏灯泡,开关S闭合时,三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开,则下列说法正确的是 ( )
A.a点电势高于b点,A灯闪亮后缓慢熄灭
B.b点电势高于a点,B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
C.a点电势高于b点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭
D.b点电势高于a点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭
思想方法练
一、等效法
1.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是 ( )
A.向右摆动 B.向左摆动
C.静止不动 D.不能判定
二、数形结合思想
2.(2023辽宁锦州校考)如图,在光滑的水平面上,宽为2L的有界匀强磁场左侧放置一边长为L的正方形导电线圈,线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场,则在线圈穿过磁场的过程中,拉力F随位移x的变化图像、热功率P随位移x的变化图像、线圈中感应电流I(顺时针方向为正)随位移x的变化图像正确的是 ( )
A B
C D
三、物理模型法
单杆模型
3.(2022湖北武汉期末)如图甲所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、接入部分电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给杆ab一个初速度v0,使杆向右运动。则 ( )
A.当杆ab刚具有初速度v0时,杆ab两端的电压U=,且b点电势高于a点电势
B.通过电阻R的电流I随时间t的变化率的绝对值逐渐减小
C.若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图乙所示,同样给杆ab一个初速度v0,使杆向右运动,则杆ab稳定后的速度为v=
D.在图乙中,若ab杆电阻为0,在ab杆上加一水平向右的恒力,ab杆将水平向右做匀加速直线运动
4.(2023湖北随州联考)如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L=0.2 m的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压为U=3.6 V的小灯泡(电阻恒定),两导轨间有一磁感应强度大小为B=5 T、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。今将一根长为L、质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属棒垂直于导轨放置,在顶端附近无初速度释放,金属棒与导轨始终接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。已知金属棒下滑x=6 m后速度稳定,且此时小灯泡恰能正常发光,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)金属棒稳定下滑时的速度大小;
(2)从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,流过灯泡的电荷量;
(3)从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,金属棒产生的焦耳热。
双杆模型
5.(2022山东泰安期末)如图所示,两电阻可以忽略不计的光滑平行金属长直导轨固定在水平面上,相距为L。导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。导体棒a、b质量分别为m和2m,长度均为L,电阻均为R,均垂直静置于导轨上。某时刻使左侧的导体棒a获得大小为v0的向左的初速度,右侧的导体棒b获得大小为2v0的向右的初速度,则下列结论正确的是 ( )
A.当导体棒a的速度大小为时,回路中产生的感应电动势可能大于3BLv0
B.当导体棒a的速度大小为时,回路中产生的感应电动势可能小于BLv0
C.从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,系统产生的热量为3m
D.从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,系统产生的热量为m
6.(2021湖南六校联考模拟)如图1所示,两根金属棒甲和乙分别放在左侧和右侧的光滑水平导轨上,左侧和右侧导轨间距分别为L和2L,金属棒甲和乙的质量分别为m和2m,电阻分别为R和2R,它们的长度均与导轨间距相等,导轨足够长且电阻忽略不计,两棒与导轨良好接触且各自只能在对应的导轨上运动。导轨间有磁感应强度大小均为B、方向相反的两个匀强磁场,现用水平向右的恒力F作用于甲棒。
(1)若固定乙棒,求甲棒产生焦耳热的功率的最大值;
(2)若不固定乙棒,已知当F作用时间为t时,甲的加速度大小为a,求此时乙棒的速度大小;
(3)若不固定乙棒,当F作用时间t后撤去该恒力。若以向右为速度的正方向,以撤去力F瞬间为计时起点,请在图2中定性作出两棒的v-t图像。所作图像要大致反映两棒运动过程中的加速度关系和最终的速度关系。
本章复习提升
易混易错练
1.B 2.D 3.D
1.B 导线垂直ab斜向上匀速运动时,感应电动势E1=BLabv=BLv,导线水平向左匀速运动时,感应电动势E2=BLOav=BLv,a、b两点间的电势差之比==,故B正确,A、C、D错误。
导师点睛 公式中的l为有效切割长度,即导体在与v垂直的方向上的投影长度。图甲、乙有效切割长度为
甲图:l=cd sin β
乙图:沿v1方向运动时,l=MN;沿v2方向运动时,l=0。
2.D 由题意可知,在运动0~L的过程中,ab边切割磁感线产生的感应电动势E1=BLv,a点电势高于b点电势,则有Uab=BLv;运动L~2L的过程中,产生的感应电动势E2=2BLv,a点电势低于b点电势,则有Uab=-×2BLv=-BLv,运动2L~3L的过程中,长边切割磁感线产生的感应电动势E3=3BLv,a点电势高于b点电势,则有Uab=×3BLv=BLv,故选D。
3.D 开关S闭合电路稳定时,电感线圈所在支路的总电阻比B、C灯所在支路的电阻小,故流过A灯的电流大于流过B、C灯的电流,且电流方向由a到b;当开关S断开,电感线圈会产生自感现象,由楞次定律结合安培定则知,感应电流方向由a到b,电感线圈相当于电源,故b点电势高于a点;断开开关S瞬间,流过B、C灯支路的电流比原来的大,故B、C灯闪亮后缓慢熄灭,A、B、C错误,D正确。故选D。
思想方法练
1.A 2.C 3.BCD 5.BC
1.A 磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为如图所示的小磁针,显然,由于两磁体间的排斥作用,铜环将向右运动。故选A。
2.C 线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场,在0~L和2L~3L的过程中有
解得F=ma+,F随x增大而增大,但不是线性关系,在L~2L的过程中,F=ma,为定值,故A、B错误;线圈中的感应电流为I==,0~L和2L~3L对应的图像应为同一曲线的两段,L~2L对应的电流I=0,D错误;在0~L和2L~3L的过程中,线圈中的功率P===,P与x成正比,L~2L时P=0,C正确。故选C。
3.BCD 当杆ab刚具有初速度v0时,ab产生的感应电动势大小为E0=Blv0,根据串联分压规律可得杆ab两端的电压为Uab==,根据右手定则可知感应电流方向由b→a,所以a点电势高于b点电势,故A错误;设ab在某时刻的速度大小为v1,根据闭合电路欧姆定律可得I=,ab所受安培力大小为FA=BIl=,根据牛顿第二定律可知ab在速度大小为v1时的加速度大小为a1==,易知ab做减速运动,即v1减小,所以a1减小,则v1随t的变化率的绝对值也逐渐减小,再根据BIl=可知I随t的变化率的绝对值逐渐减小,故B正确;若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,同样给杆ab一个初速度v0,使杆向右运动,设ab从开始运动到最终稳定过程中回路中的平均电流为,经历时间为t,对ab根据动量定理有-Blt=mv-mv0,ab稳定后电容器所带电荷量为Q=t=CU,此时ab产生的感应电动势大小等于电容器两端电压,即U=Blv,联立解得v=,故C正确;若ab杆电阻为0,在ab杆上加一水平向右的恒力F,设ab从静止开始在一极短的时间Δt内速度的变化量为Δv,此时电容器两端电压为ΔU=BlΔv,电容器所带电荷量为ΔQ=CΔU,ab的加速度为a2=,通过ab的电流为Iab=,根据牛顿第二定律有F-BIabl=ma2,联立解得a2=,即a2为定值,所以ab杆将水平向右做匀加速直线运动,故D正确。
4.答案 (1)4 m/s (2)0.6 C (3)0.08 J
解析 (1)设金属棒稳定下滑时的速度为v,此时回路中的电流为I,由平衡条件得
mg sin θ=BIL+μmg cos θ
由闭合电路欧姆定律得I=
感应电动势E=BLv
联立解得v=4 m/s
(2)设灯泡的电阻为R,金属棒稳定下滑时有
=
解得R=9 Ω
可知从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,流过灯泡的电荷量q=Δt==0.6 C
(3)从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,由能量守恒定律得
mg sin θ·x=μmg cos θ·x+mv2+Q
解得Q=0.8 J
则金属棒产生的焦耳热为Qr=Q=0.08 J
5.BC 由题意知导体棒a、b组成的系统动量守恒,且初动量pb=4mv0,方向向右,pa=mv0,方向向左,可以看出合动量向右,设向右为正,则当导体棒a的速度大小为时,a棒的速度可能向左也可能向右,若导体棒a的速度大小为,方向向左时,由动量守恒定律得4mv0-mv0=2mvb-mv0,解得vb=v0,此时回路中产生的感应电动势为E=Ea+Eb=BLv0;同理当导体棒a的速度大小为,方向向右时,由动量守恒定律得4mv0-mv0=2mvb'+mv0,解得vb'=v0,此时回路中产生的感应电动势为E'=Eb'-Ea'=BLv0,故A错误,B正确。从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,由动量守恒定律得4mv0-mv0=3mv,解得最终一起匀速的速度为v=v0,则由能量守恒定律得从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,系统产生的热量Q=m+×2m-×3m=3m,故C正确,D错误。
6.答案 (1) (2)- (3)见解析
解析 (1)设甲向右运动的速度最大时,对应电流为I,甲受到的安培力为F安,则
F=F安=BIL
甲棒产生的焦耳热的功率的最大值应为
P=I2R
由以上各式联立求得
P=
(2)设当F作用时间为t时,甲和乙的速度大小分别为v1和v2
对甲有Ft-BLt=mv1
对乙有2BLt=2mv2
此时电路中的电流为
I'=
对甲,由牛顿第二定律得
F-BI'L=ma
由以上各式联立求得乙的速度大小为
v2=-
(3)撤去F后,两棒在安培力作用下均做减速运动,回路中电流减小,两棒受到的安培力减小,加速度减小,故两棒的v-t图线的斜率逐渐减小,因两棒的加速度大小相同,所以同一时刻切线斜率相同。稳定后两棒产生的感应电动势大小相等,则有BLv甲=B·2L·v乙,则两速度关系为v甲=2v乙,所以图像如图所示。
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本章复习提升
易混易错练
易错点1 寻找导体切割磁感线的有效长度出错
1.将长为2L、粗细均匀的导线ab,从中点O处折成如图所示形状,aO⊥bO,ab连线与水平方向成45°夹角,导线所在位置处有范围足够大、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将导线在纸面内以相同大小的速度v,分别以垂直ab斜向上和水平向左两个方向运动,则两种情况下a、b两点间的电势差之比为 ( )
A.1∶ B.∶1
C.1∶2 D.2∶1
易错点2 混淆内外电路、内外电压而出错
2.(2023四川凉山宁南中学阶段练习)如图所示,一个各短边边长均为L、长边边长为3L、质地均匀的线框,匀速通过宽度为L的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,线框沿纸面运动,开始时线框右侧短边ab恰好与磁场左边界重合,此过程中最右侧短边两端点a、b两点间电势差Uab随时间t变化关系图像正确的是 ( )
A B
C D
易错点3 对自感线圈的阻碍作用理解出错
3.(2023福建福州期中)如图所示,电路中L是一电阻可忽略不计的电感线圈,a、b为L的左、右两端点,A、B、C为完全相同的三盏灯泡,开关S闭合时,三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开,则下列说法正确的是 ( )
A.a点电势高于b点,A灯闪亮后缓慢熄灭
B.b点电势高于a点,B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
C.a点电势高于b点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭
D.b点电势高于a点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭
思想方法练
一、等效法
1.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是 ( )
A.向右摆动 B.向左摆动
C.静止不动 D.不能判定
二、数形结合思想
2.(2023辽宁锦州校考)如图,在光滑的水平面上,宽为2L的有界匀强磁场左侧放置一边长为L的正方形导电线圈,线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场,则在线圈穿过磁场的过程中,拉力F随位移x的变化图像、热功率P随位移x的变化图像、线圈中感应电流I(顺时针方向为正)随位移x的变化图像正确的是 ( )
A B
C D
三、物理模型法
单杆模型
3.(2022湖北武汉期末)如图甲所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、接入部分电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给杆ab一个初速度v0,使杆向右运动。则 ( )
A.当杆ab刚具有初速度v0时,杆ab两端的电压U=,且b点电势高于a点电势
B.通过电阻R的电流I随时间t的变化率的绝对值逐渐减小
C.若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,如图乙所示,同样给杆ab一个初速度v0,使杆向右运动,则杆ab稳定后的速度为v=
D.在图乙中,若ab杆电阻为0,在ab杆上加一水平向右的恒力,ab杆将水平向右做匀加速直线运动
4.(2023湖北随州联考)如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L=0.2 m的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压为U=3.6 V的小灯泡(电阻恒定),两导轨间有一磁感应强度大小为B=5 T、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。今将一根长为L、质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属棒垂直于导轨放置,在顶端附近无初速度释放,金属棒与导轨始终接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。已知金属棒下滑x=6 m后速度稳定,且此时小灯泡恰能正常发光,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)金属棒稳定下滑时的速度大小;
(2)从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,流过灯泡的电荷量;
(3)从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,金属棒产生的焦耳热。
双杆模型
5.(2022山东泰安期末)如图所示,两电阻可以忽略不计的光滑平行金属长直导轨固定在水平面上,相距为L。导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。导体棒a、b质量分别为m和2m,长度均为L,电阻均为R,均垂直静置于导轨上。某时刻使左侧的导体棒a获得大小为v0的向左的初速度,右侧的导体棒b获得大小为2v0的向右的初速度,则下列结论正确的是 ( )
A.当导体棒a的速度大小为时,回路中产生的感应电动势可能大于3BLv0
B.当导体棒a的速度大小为时,回路中产生的感应电动势可能小于BLv0
C.从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,系统产生的热量为3m
D.从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,系统产生的热量为m
6.(2021湖南六校联考模拟)如图1所示,两根金属棒甲和乙分别放在左侧和右侧的光滑水平导轨上,左侧和右侧导轨间距分别为L和2L,金属棒甲和乙的质量分别为m和2m,电阻分别为R和2R,它们的长度均与导轨间距相等,导轨足够长且电阻忽略不计,两棒与导轨良好接触且各自只能在对应的导轨上运动。导轨间有磁感应强度大小均为B、方向相反的两个匀强磁场,现用水平向右的恒力F作用于甲棒。
(1)若固定乙棒,求甲棒产生焦耳热的功率的最大值;
(2)若不固定乙棒,已知当F作用时间为t时,甲的加速度大小为a,求此时乙棒的速度大小;
(3)若不固定乙棒,当F作用时间t后撤去该恒力。若以向右为速度的正方向,以撤去力F瞬间为计时起点,请在图2中定性作出两棒的v-t图像。所作图像要大致反映两棒运动过程中的加速度关系和最终的速度关系。
本章复习提升
易混易错练
1.B 2.D 3.D
1.B 导线垂直ab斜向上匀速运动时,感应电动势E1=BLabv=BLv,导线水平向左匀速运动时,感应电动势E2=BLOav=BLv,a、b两点间的电势差之比==,故B正确,A、C、D错误。
导师点睛 公式中的l为有效切割长度,即导体在与v垂直的方向上的投影长度。图甲、乙有效切割长度为
甲图:l=cd sin β
乙图:沿v1方向运动时,l=MN;沿v2方向运动时,l=0。
2.D 由题意可知,在运动0~L的过程中,ab边切割磁感线产生的感应电动势E1=BLv,a点电势高于b点电势,则有Uab=BLv;运动L~2L的过程中,产生的感应电动势E2=2BLv,a点电势低于b点电势,则有Uab=-×2BLv=-BLv,运动2L~3L的过程中,长边切割磁感线产生的感应电动势E3=3BLv,a点电势高于b点电势,则有Uab=×3BLv=BLv,故选D。
3.D 开关S闭合电路稳定时,电感线圈所在支路的总电阻比B、C灯所在支路的电阻小,故流过A灯的电流大于流过B、C灯的电流,且电流方向由a到b;当开关S断开,电感线圈会产生自感现象,由楞次定律结合安培定则知,感应电流方向由a到b,电感线圈相当于电源,故b点电势高于a点;断开开关S瞬间,流过B、C灯支路的电流比原来的大,故B、C灯闪亮后缓慢熄灭,A、B、C错误,D正确。故选D。
思想方法练
1.A 2.C 3.BCD 5.BC
1.A 磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为如图所示的小磁针,显然,由于两磁体间的排斥作用,铜环将向右运动。故选A。
2.C 线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场,在0~L和2L~3L的过程中有
解得F=ma+,F随x增大而增大,但不是线性关系,在L~2L的过程中,F=ma,为定值,故A、B错误;线圈中的感应电流为I==,0~L和2L~3L对应的图像应为同一曲线的两段,L~2L对应的电流I=0,D错误;在0~L和2L~3L的过程中,线圈中的功率P===,P与x成正比,L~2L时P=0,C正确。故选C。
3.BCD 当杆ab刚具有初速度v0时,ab产生的感应电动势大小为E0=Blv0,根据串联分压规律可得杆ab两端的电压为Uab==,根据右手定则可知感应电流方向由b→a,所以a点电势高于b点电势,故A错误;设ab在某时刻的速度大小为v1,根据闭合电路欧姆定律可得I=,ab所受安培力大小为FA=BIl=,根据牛顿第二定律可知ab在速度大小为v1时的加速度大小为a1==,易知ab做减速运动,即v1减小,所以a1减小,则v1随t的变化率的绝对值也逐渐减小,再根据BIl=可知I随t的变化率的绝对值逐渐减小,故B正确;若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器,同样给杆ab一个初速度v0,使杆向右运动,设ab从开始运动到最终稳定过程中回路中的平均电流为,经历时间为t,对ab根据动量定理有-Blt=mv-mv0,ab稳定后电容器所带电荷量为Q=t=CU,此时ab产生的感应电动势大小等于电容器两端电压,即U=Blv,联立解得v=,故C正确;若ab杆电阻为0,在ab杆上加一水平向右的恒力F,设ab从静止开始在一极短的时间Δt内速度的变化量为Δv,此时电容器两端电压为ΔU=BlΔv,电容器所带电荷量为ΔQ=CΔU,ab的加速度为a2=,通过ab的电流为Iab=,根据牛顿第二定律有F-BIabl=ma2,联立解得a2=,即a2为定值,所以ab杆将水平向右做匀加速直线运动,故D正确。
4.答案 (1)4 m/s (2)0.6 C (3)0.08 J
解析 (1)设金属棒稳定下滑时的速度为v,此时回路中的电流为I,由平衡条件得
mg sin θ=BIL+μmg cos θ
由闭合电路欧姆定律得I=
感应电动势E=BLv
联立解得v=4 m/s
(2)设灯泡的电阻为R,金属棒稳定下滑时有
=
解得R=9 Ω
可知从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,流过灯泡的电荷量q=Δt==0.6 C
(3)从金属棒开始运动到稳定下滑过程中,由能量守恒定律得
mg sin θ·x=μmg cos θ·x+mv2+Q
解得Q=0.8 J
则金属棒产生的焦耳热为Qr=Q=0.08 J
5.BC 由题意知导体棒a、b组成的系统动量守恒,且初动量pb=4mv0,方向向右,pa=mv0,方向向左,可以看出合动量向右,设向右为正,则当导体棒a的速度大小为时,a棒的速度可能向左也可能向右,若导体棒a的速度大小为,方向向左时,由动量守恒定律得4mv0-mv0=2mvb-mv0,解得vb=v0,此时回路中产生的感应电动势为E=Ea+Eb=BLv0;同理当导体棒a的速度大小为,方向向右时,由动量守恒定律得4mv0-mv0=2mvb'+mv0,解得vb'=v0,此时回路中产生的感应电动势为E'=Eb'-Ea'=BLv0,故A错误,B正确。从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,由动量守恒定律得4mv0-mv0=3mv,解得最终一起匀速的速度为v=v0,则由能量守恒定律得从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,系统产生的热量Q=m+×2m-×3m=3m,故C正确,D错误。
6.答案 (1) (2)- (3)见解析
解析 (1)设甲向右运动的速度最大时,对应电流为I,甲受到的安培力为F安,则
F=F安=BIL
甲棒产生的焦耳热的功率的最大值应为
P=I2R
由以上各式联立求得
P=
(2)设当F作用时间为t时,甲和乙的速度大小分别为v1和v2
对甲有Ft-BLt=mv1
对乙有2BLt=2mv2
此时电路中的电流为
I'=
对甲,由牛顿第二定律得
F-BI'L=ma
由以上各式联立求得乙的速度大小为
v2=-
(3)撤去F后,两棒在安培力作用下均做减速运动,回路中电流减小,两棒受到的安培力减小,加速度减小,故两棒的v-t图线的斜率逐渐减小,因两棒的加速度大小相同,所以同一时刻切线斜率相同。稳定后两棒产生的感应电动势大小相等,则有BLv甲=B·2L·v乙,则两速度关系为v甲=2v乙,所以图像如图所示。
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