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如图所示,弧ab是半径为1 m、电阻不计的竖直金属圆环。Oa为轻质且电阻为0.1 Ω的金属杆,在a端固定一个质量为0.1 kg的金属小球,Ob为电阻是0.1Ω的导线。整个装置置于磁感应强度等于1 T的匀强磁场中,磁场方向水平且垂直于圆环平面。把Oa杆拉至水平,由静止释放,小球紧贴圆环无摩擦地下滑到竖直方向最低位置b时,小球的速度为1 m/s;不计空气阻力,g取10 m/s2,求小球从a滑到b的过程所需的时间和平均感应电动势。

答案

解析:题设过程包含的能量转化情况可用简图表示如下:

球的重力势能

电能内能

由此建立方程:mgr=mv2+I2R·Δt                     ①

=====πr2=                      ②

将②代入①得:Δt=3.24 s,=0.24 V。

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