问题 问答题

如图所示,阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1,v2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置,若v1:v2=1:2,则在这两次过程中求:

(1)回路电流I1:I2=?

(2)产生的热量Q1:Q2=?

(3)通过任一截面的电荷量q1:q2=?

(4)外力的功率P1:P2=?

答案

(1)回路中感应电流为:I=

E
R
=
BLv
R
,I∝v,则得:I1:I2=v1:v2=1:2.

(2)产生的热量为:Q=I2Rt=(

BLv
R
2R
S
v
=
B2L2Sv
R
,Q∝v,则得:Q1:Q2=v1:v2=1:2.

(3)通过任一截面的电荷量为:q=It=

BLv
R
S
v
=
BLS
R
,q与v无关,则得:q1:q2=1:1.

(4)由于棒匀速运动,外力的功率等于回路中的功率,即得:P=I2R=(

BLv
R
2R=
B2L2v2
R
,P∝v2,则得:P1:P2=
v21
v22
=1:4

答:(1)回路电流I1:I2=1:2.

(2)产生的热量Q1:Q2=1:2.

(3)通过任一截面的电荷量q1:q2=1:1.

(4)外力的功率P1:P2=1:4.

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