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(1)t时刻C的加速度值;

(2)t时刻a、b与导轨所组成的闭合回路消耗的总电功率。

答案

解:(1)根据法拉第电磁感应定律,t时刻回路的感应电动势

E==Bl(v1-v2)①

回路中感应电流 I=

以a为研究对象,根据牛顿第二定律 T-BIl=ma③

以C为研究对象,根据牛顿第二定律 Mg-T=Ma④

联立以上各式解得a=

(2)解法一:单位时间内,通过a棒克服安培力做功,把C物体的一部分重力势能转化为闭合回路的电能,而闭合回路电能的一部分以焦耳热的形式消耗掉,另一部分则转化为b棒的动能。所以,t时刻回路消耗的总电功率等于a棒克服安培力做功的功率,即P=BIlv1=

解法二:闭合回路消耗的热功率为

P=

b棒的机械功率为

P=BIl·v2=

故闭合回路消耗的总电功率为

P=P+P=

说明:整个系统的功能关系和能量转化关系如下:


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