第七講電磁感應(yīng)1

1、 電 磁 感 應(yīng)一、 磁通量、電磁感應(yīng)、感應(yīng)電流.1、磁通量：= bs（b為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，s為有效面積）（1）是標(biāo)量，但有正負(fù)（不表大?。?”表示給定的一個(gè)平面來(lái)講，是穿入（穿出）比如穿過(guò)某面的磁通量是，將面轉(zhuǎn)過(guò)180穿過(guò)該面的磁通量為 （2）磁通量單位是韋，單位wb.（3）特別地當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度反向時(shí)：.（4）產(chǎn)生感應(yīng)電流圖象：（互余關(guān)系）2、感應(yīng)電流.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：一是電路閉合，二是穿過(guò)閉合電路的磁通量有變化.3、法拉第電磁感應(yīng)定律：或e=blv（l為有效長(zhǎng)度垂直于磁場(chǎng)方向的長(zhǎng)度，v為有效速度垂直于磁場(chǎng)方向的切割速度可歸納為“三垂線” b、l、v三者相互垂直）（1）附：兩種常見(jiàn)的有效長(zhǎng)度

2、.回路構(gòu)造法：可將a、b兩端用直線相連，構(gòu)成閉合回路，該閉合回路沒(méi)有感生電流，說(shuō)明直線ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與弧上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，方向相反而抵消，所以弧上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就等于ab線上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，ab線長(zhǎng)就是 弧長(zhǎng)的等效長(zhǎng)度，所以對(duì)這樣一類非直線導(dǎo)體，它的等效長(zhǎng)度可用“回路構(gòu)造”法，與安培力中等效長(zhǎng)度用“回路構(gòu)造法”類似.（2）對(duì)公式或e=blv的正確理解：對(duì)于上式，常用e = n，計(jì)算一般時(shí)間e感的平均值，而e=blv常用于計(jì)算瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)，且此式只適用于一部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同于感應(yīng)電流，其電路是否閉合對(duì)是否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有影響.兩種切割

3、運(yùn)動(dòng)的公式：a、平動(dòng)切割.b、轉(zhuǎn)動(dòng)切割. 在轉(zhuǎn)動(dòng)切割中，在內(nèi)oa轉(zhuǎn)過(guò)的角度，掃過(guò)的面積，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，在時(shí)間內(nèi)回路中遷移的電量，適用于電流沒(méi)有反向的前提下.若線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由于沒(méi)有變化，則不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也無(wú)電流，但是當(dāng)視ad、bc為導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，則有，只是加起來(lái)就為零而已.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的大小決定于穿過(guò)回路的磁通過(guò)量的變化率，而與的大小，的大小沒(méi)有必然的聯(lián)系。一般可包括四種情況：a、回路面積s不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度b變化，則有； b、磁感強(qiáng)度b不變，而回路面積s變化，則有； c、回路平面在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)引起磁通量的變化；

4、d、回路面積s和磁感應(yīng)強(qiáng)度b均發(fā)生變化，則有。磁通量的變化率，等于圖像上某點(diǎn)切線的斜率，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率等于bt圖像上某點(diǎn)切線的斜率。利用求出的是時(shí)間內(nèi)整個(gè)回路里產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不是回路中某部分導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。4、楞次定律：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)應(yīng)電流的磁通量的變化，對(duì)于楞次定律的理解，可以從三個(gè)角度認(rèn)識(shí)“電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的效果”：（1）從磁通量變化的角度看，阻礙磁通量的變化，具體可歸納為是增加的，b感與b原反向，阻礙增加；是減小的，b感與b原同向，阻礙減小。即“增反減同”。（2）從導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)看，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，具體可歸納為：當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)靠近時(shí)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生

5、的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙它們靠近；當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)遠(yuǎn)離時(shí)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙它們遠(yuǎn)離。即“來(lái)阻去留”。（3）從導(dǎo)體中電流變化來(lái)看，阻礙電流的變化，具體可歸納為：當(dāng)導(dǎo)體中電流增大時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)電流的方向相反，阻礙其增大；當(dāng)導(dǎo)體中電流減小時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)電流的方向相同，阻礙其減小。也即“增反減同”。注意：當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流.（）例如：線框上下平動(dòng)，總之，磁通量是否發(fā)生變化是判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件i感的方向是內(nèi)電路的方向常用來(lái)判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極，但要注意的是電源內(nèi)部的電勢(shì)高低，是由低電勢(shì)（負(fù)極

6、）流向高電勢(shì)（正極）.整個(gè)閉合回路在磁場(chǎng)中出來(lái)時(shí)，閉合電路中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流.（）線框在磁場(chǎng)中與磁感線平行時(shí)二、 自感.1、自感現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于通電線圈中自身電流變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2、作用：阻礙原電流的增加，起延遲時(shí)間的作用3、i自的方向：是增加的，的方向與相反；是減小的，的方向與方向相同4、（l為自感系數(shù)，描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)大小本領(lǐng)的物理量其單位為享，用h表示，它的大小是由線圈本身決定）注：決定自感系數(shù)的因數(shù)-線圈的自感系數(shù)是由線圈本身決定的，與通不通電流，電流的大小無(wú)關(guān).線圈的橫截面積越大，線圈越長(zhǎng)，匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越大.實(shí)際上它與線圈上單位長(zhǎng)度的匝數(shù)n成

7、正比，與線圈的體積成正比.除此外，線圈內(nèi)有無(wú)鐵芯起相當(dāng)大的作用，有鐵芯比沒(méi)有鐵芯自感系數(shù)要大得多.附：至于燈泡中的電流是突然變大還是變?。ㄒ簿褪钦f(shuō)燈泡是否突然變得更亮一下），就取決于與誰(shuí)大誰(shuí)小，也就是取決于r和r誰(shuí)大誰(shuí)小的問(wèn)題：如果rr，燈泡會(huì)先更亮一下才熄滅；如果r = r，燈泡會(huì)由原亮度漸漸熄滅；如果rr，燈泡會(huì)先立即暗一些，然后漸漸熄滅.當(dāng)rr，則i1i2 當(dāng)s斷開(kāi)，則燈泡的電流為i2，變亮;當(dāng)r = r，則i1=i2，當(dāng)s斷開(kāi)，則燈泡電流為i1，保持原亮;當(dāng)rr，則i1i2，當(dāng)s斷開(kāi)，則燈泡電流為i2，變暗.可見(jiàn)燈泡的這種瞬間變化，取決于燈泡電阻r與線圈直流電阻r，而不是線圈的自感系數(shù)

8、，線圈的自感系數(shù)決定了這種緩慢熄滅持續(xù)的時(shí)間，l越大，持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng). 自感總是阻礙原電流的變化，即盡可能的維持原電流的大小，但是最后燈泡還是要熄滅.5、線圈l的3種等效狀態(tài)（1）通電瞬間相當(dāng)于一個(gè)無(wú)窮大的電阻（2）通電穩(wěn)定時(shí)，相當(dāng)于一根導(dǎo)線（3）斷電時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)電源6、自感的防止：用雙線繞法產(chǎn)生反向電流，使磁場(chǎng)相互抵消.7、 日光燈.（1）電路圖. （2）起動(dòng)器和鎮(zhèn)流器作用：起動(dòng)器實(shí)際上就是一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，一通一斷，使通過(guò)鎮(zhèn)流器的電流急劇變化，如果一直接通，則不能使水銀導(dǎo)電.鎮(zhèn)流器在日光燈起動(dòng)時(shí)提供瞬時(shí)高壓，而在日光燈正常工作時(shí)起降壓限流的作用.：圖中ef、gh為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計(jì)

9、，r為電阻器，c為電容器，ab為可在ef和gh上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿。有均勻磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面。若用和分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿ab（ ）a勻速滑動(dòng)時(shí)，=0，=0b勻速滑動(dòng)時(shí)，0，0c加速滑動(dòng)時(shí)，=0，=0d加速滑動(dòng)時(shí)，0，0一、電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)題，常常以一個(gè)導(dǎo)體棒在滑軌上運(yùn)動(dòng)問(wèn)題形式出現(xiàn)。這種情況有兩種類型。1“電動(dòng)電”類型如圖所示水平放置的光滑平行導(dǎo)軌mn、pq放有長(zhǎng)為l、電阻為r、質(zhì)量為m的金屬棒ab。導(dǎo)軌左端接內(nèi)電阻不計(jì)電動(dòng)勢(shì)e的電源形成回路，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b之中。導(dǎo)軌電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)，并與電鍵s串接，當(dāng)剛閉合電鍵時(shí)，棒ab因電而動(dòng)，其受安培力，方向向右，此時(shí)ab

10、具有最大加速度。然而，ab一旦產(chǎn)生速度，則因動(dòng)而電，立即產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因速度決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電池的電動(dòng)勢(shì)反接又導(dǎo)致電流減小，從而使安培力變小，故加速度減小，不難分析ab導(dǎo)體做的是一種復(fù)雜的變加速運(yùn)動(dòng)。但是當(dāng)，ab速度將達(dá)最大值，故ab運(yùn)動(dòng)收尾狀態(tài)為勻速運(yùn)動(dòng)，。2“動(dòng)電動(dòng)”類型如圖所示，平行滑軌pq、mn，與水平方向成角，長(zhǎng)度l、質(zhì)量m、電阻為r的導(dǎo)體ab緊貼滑軌并與pm平行，滑軌電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于與滑軌平面正交、磁感強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，滑軌足夠長(zhǎng)。導(dǎo)體ab由靜止釋放后，由于重力作用下滑，此時(shí)具有最大加速度，ab一旦運(yùn)動(dòng)，則因動(dòng)而電，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在pmba回路中產(chǎn)生電

11、流，磁場(chǎng)對(duì)此電流作用力剛好與下滑力方向反向，隨ab棒下滑速度不斷增大。e = blv，則電路中電流隨之變大，安培阻力變大，直到與下滑力的合力為零，即加速度為零，以的最大速度收尾。1.（09上海物理13）如圖，金屬棒ab置于水平放置的u形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)b，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)l，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力f作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)l有_（填收縮、擴(kuò)張）趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_（填變大、變小、不變）。二、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問(wèn)題的處理方法此類問(wèn)題覆蓋面廣，題型也多

12、樣，但解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，基本思路是：確定電源（e、r) 感應(yīng)電流運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體所受的安培力合外力a的變化情況運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析臨界狀態(tài)。：水平放置的光滑導(dǎo)軌和間接有電阻r，導(dǎo)軌左右區(qū)域分別處于不同方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為和，虛線為兩區(qū)域的分界線，一根金屬棒ab放在導(dǎo)軌上且與其垂直，金屬棒與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，金屬棒在水平向右的恒力f作用下，經(jīng)過(guò)左、右兩區(qū)域，已知金屬棒在左面區(qū)域中恰好做速度為v的勻速運(yùn)動(dòng)，則金屬棒進(jìn)人入右面區(qū)域中，下列說(shuō)法不正確的是（ ）a若，金屬棒所受磁場(chǎng)力方向不變，金屬棒仍做勻

13、速運(yùn)動(dòng)b若，金屬棒所受磁場(chǎng)力方向改變，金屬棒不再做勻速運(yùn)動(dòng)c若，金屬棒先做加速運(yùn)動(dòng)，然后以大于v的速度做勻速運(yùn)動(dòng)d若，恒力f對(duì)金屬棒做功的功率將先變小后不變2.（08北京22）（16分）均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長(zhǎng)為l，總電阻為r，總質(zhì)量為m。將其置于磁感強(qiáng)度為b的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處，如圖所示。線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界平行。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，（1）求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小;（2）求cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小;（3）若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件。知識(shí)點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題知識(shí)梳理1電磁

14、感應(yīng)過(guò)程往往涉及多種能量的轉(zhuǎn)化如圖所示金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止下滑時(shí)，重力勢(shì)能減少，一部分用來(lái)克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能，最終在r上轉(zhuǎn)化為焦耳熱；另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能，若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，棒最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，減小的重力勢(shì)能完全用來(lái)克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能因此，從功和能的觀點(diǎn)入手，分析清楚電磁感應(yīng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，是解決電磁感應(yīng)中能量問(wèn)題的重要途徑之一。2安培力做功和電能變化的特定對(duì)應(yīng)關(guān)系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。同理，安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。：如圖所示，a

15、b、cd是固定在豎直平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的金屬框架。除bc段電阻為r，其余電阻均不計(jì)，ef是一條不計(jì)電阻的金屬桿，桿兩端與ab和cd接觸良好且能無(wú)摩擦下滑，下滑時(shí)ef始終處于水平位置，整個(gè)裝置處于垂直框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ef從靜止下滑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)s，則在閉合s后（ ）aef的加速度可能大于gb閉合s的時(shí)刻不同，ef的最終速度也不同c閉合s的時(shí)刻不同，ef最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電流的功率也不同def勻速下滑時(shí)，減少的機(jī)械能等于電路消耗的電能題型一電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源。將它們接上用電器，便可對(duì)用電器供電

16、，在回路中形成電流；將它們接上電容器，便可使電容器充電。感應(yīng)電流的大小由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和閉合回路的總電阻共同決定。三者大小關(guān)系遵守閉合電路歐姆定律，即 。解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題的基本方法是：首先明確其等效電路，其次根據(jù)電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，然后根據(jù)電路有關(guān)規(guī)律進(jìn)行綜合分析。1、兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌、平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，m、處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為r，電容器的電容為c。長(zhǎng)度也為l、阻值同為r的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab

17、運(yùn)動(dòng)距離為s的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為q。求：（1）ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??；（2）電容器所帶的電荷量q。15（2007年河北唐山一中高三調(diào)研）在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌ab、cd，間距為l，金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)。棒與導(dǎo)，軌垂直，并接觸良好它們的電阻均可不計(jì)。導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為b導(dǎo)軌右邊與電路連接。電路中的三個(gè)定值電照r1、r2、r3阻值分別為2r、r和0.5r。在bd間接有一水平放置的平行板電容器c，極板間距離為d (1)當(dāng)ab以速度v0勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止試判斷微粒的帶電性質(zhì)，及帶電量的大小(2)當(dāng)ab棒以某一速度沿導(dǎo)

18、軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)帶電微粒從兩極板中間由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，歷時(shí)t=2102 s到達(dá)下極板，已知電容器兩極板間距離d=6103m，求ab棒的速度大小和方向。(g=10ms2)題型二電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 當(dāng)a=0時(shí)，速度v達(dá)到最大值是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。2、如圖所示，p、q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一導(dǎo)體桿ef垂直于p、q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量為m、每邊

19、電阻均為r、邊長(zhǎng)為的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力。（1）通過(guò)ab邊的電流是多大?（2）導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大?舉一反三【變式】如圖所示，ef、gh為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l=1 m，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)r=2的電阻，將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計(jì)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b=2t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力f，使棒從靜止開(kāi)

20、始向右運(yùn)動(dòng)。試求：（1）若施加的水平外力恒為f=8 n，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？（2）若施加的水平外力的功率恒為p=18 w，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？（3）若施加的水平外力的功率恒為p=18 w，且從金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度=2 m/s的過(guò)程中電阻r產(chǎn)生的熱量為8.6j，則該過(guò)程所需的時(shí)間是多少？【變式】如圖所示，一寬度為l的光滑金屬導(dǎo)軌放置于豎直平面內(nèi)，質(zhì)量為m的金屬棒ab沿金屬導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始保持水平自由下落，進(jìn)入高h(yuǎn)、方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。設(shè)金屬棒與金屬導(dǎo)軌始終保持良好接觸，ab棒穿出磁場(chǎng)前已開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，且ab棒穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的。已知ab棒最初距磁場(chǎng)上邊界的距離為4h，定值電阻的阻值為r，棒及金屬導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g。求：（1）在此過(guò)程中電阻r產(chǎn)生的熱量q的大??；（2）金屬棒穿出磁場(chǎng)時(shí)電阻r消耗的功率大小。7.(07廣東18)（17分）如圖（a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距l(xiāng)，距左端l處的中間一段被彎成半徑為h的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差h的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，