(W)
(2)R1、R2相并联,由电阻丝R1上的功率
,可知当
时P1有最大功率,即
代入数据得Fmax=0.3(N)
∴![]()
(Ω)
∵Lmax=2
=2(m)
∴F安=BIL=
即当L取最大值时,安培力有最大值
[例1](2003?上海?22)如图1所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝(图中粗线表法),R1= 4Ω、R2=8Ω(导轨其它部分电阻不计).导轨OAC的形状满足方程y=2sin(
x)(单位:m).磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平外力F作用下,以恒定的速率v=
(1)外力F的最大值;
(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率;
(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系.
解析:本题难点在于导轨呈三角函数图形形状,金属棒的有效长度随时间而变化,但第(1)(2)问均求的是某一状态所对应的物理量,降低了一定的难度.解第(3)问时可根据条件推导出外力F的表达式及电流I与时间t的关系式,由三角函数和其他条件求出需要的量即可.
(1)金属棒匀速运动F外=F安 ,当安培力为最大值时,外力有最大值.
又∵E=BLv
1.导轨
(1)导轨的形状:常见导轨的形状为U形,还可以为圆形、三角形、三角函数图形等;
(2)导轨的闭合性:导轨本身可以不闭合,也可闭合;
(3)导轨电阻:不计、均匀分布或部分有电阻、串上外电阻;
(4)导轨的放置:水平、竖直、倾斜放置等等.
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