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(1)在金属杆ab向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时,水平拉力的功率;

(2)从金属杆ab进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13 J,求此过程中水平拉力做的功.

答案

(1)7.5×10-2 W(2)-7.0×10-2 J


解析:

(1)金属杆刚进入磁场时,速度最大,由可知,此时杆中的感应电流也最大.

当速度减至m/s时,电流为最大值的,即  A

   此时杆ab所受的安培力

N,方向水平向左

设杆ab所受的水平拉力为F,根据牛顿第二定律

F+F = ma

F = ma - F= 0.15 N,方向水平向左

此时施加在杆ab上的水平拉力的功率

= 7.5×10-2 W

   (2)金属杆进入磁场后,一直受到安培力和水平拉力的共同作用而做匀减速直线运动,直至速度为零.设此过程中安培力做功为W,拉力做功为W,则由动能定理得

       

其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q,即-W=Q,所以

= -7.0×10-2 J

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