感应电流能量转化问题。麻烦了

2024年11月29日 18:43
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(1)因导体棒ab横放在U型金属框架,
故框架对水平面压力N=(m1+m2)g=(0.1+0.2)×10=3N,
滑动摩擦力f=Nμ=3×0.2=0.6N
因为已设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
框架要运动必须满足安培力F=f=0.6N,
而F=IBL,I=F/BL=0.6/(0.5×0.4)=3A
电流I由导体ab运动产生,I=ε/R,R为回路电阻,R=0.3+0.1=0.4
得ε=IR=3×0.4=1.2V,而ε=VBL,V=ε/BL=1.2/(0.5×0.4)=6M/S
(2) MN上的热量Q由电流产生,电流功率P= R×I平方,I是变化的,随导体ab的速度而变,
I=ε/R=VBL/R=(BL/R)V=0.5V,V是ab的速度也是变化的,
单位时间内MN上的发热量为
dQ=Pdt= R×I平方dt=0.1 ×(0.5V)平方dt=0.025V平方dt=0.025V(Vdt)=0.025Vdx
所以Q=∫dQ=∫0.025Vdx,框架开始运动时V=6,得Q=0.1J=0.025×6×∫dx=0.025×6×X
X=2/3M

感应电流产生的安培力推动框架运动,克服摩擦力做功并使框架运动而具备动能。
关于能量的转化问题,机械力推动导体切割磁力线所做的功,可转化为动能,热能(有摩擦时)还会因产生电流而产生电能,电能除可转化为动能,热能外,还因产生了磁场而转化为磁能。