势增大,棒中感应电流增大,棒受到的安培力也增大,最终达到匀速运动时棒的速度达到最大值.外力在克服安培力做功的过程中,消耗了其他形式的能,转化成了电能,最终转化成了焦耳热.
(1)导体棒切割磁感线运动,产生的感应电动势:
E=BLv①
I=②
导体棒受到的安培力F安=BIL③
导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力f的作用,根据牛顿第二定律:
F-μmg-F安=ma④
由①②③④得:F-μmg-=ma
由上式可以看出,随着速度的增大,安培力增大,加速度a减小,当加速度a减小到0时,速度达到最大.
此时有F-μmg-=0
可得:vm==10 m/s
(2)导体棒运动的速度-时间图像如图所示.
答案 (1)10 m/s (2)见解析图
电磁感应动力学问题中,要把握好受力情况、运动情况的动态分析.,基本思路是:导体受外力运动产生感应电动势感应电流导体受安培力―→合外力变化加速度变化―→速度变化―→感应电动势变化......→a=0,v最大值.