模型21 单杆切割模型2公开课.docx

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1、【变式训练1如图，两根相距L=0.4m,电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值/?=0.15Q 的电阻相连。导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/m, x=0处磁场的磁感应强度Bo=O.5T。一根质量m = O.lkg、电阻r=0.05Q的金属棒置于导轨上，并与导轨垂 直。棒在外力作用下从x=0处以初速度=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求： 电路中的电流；金属棒在x=2m处的速度；金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小；金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。IdR x x x xx /【解

2、析】在 x=0 时,E=B0Lv=0.5x0.4x2V=0.4Vo电路中的电流l=E/(R+r)=2A；(2)在 x=2m 处,磁感应弓虽度 B2= B0+kx2 = 0.5T+0.5T/mx2m=1.5ToE=B2Lv2,解得：金属棒在x = 2m处的速度v2= 3 m/so金属棒从x = 0开始运动时的安培力：F0=B0IL=0.5x2x0.4N=0.4No到 x=2m 时的安培力：FA=B2IL=1.5x2x0.4N=1.2No 过程中安培力做功的大小W= 2 ( F0 + FA)x=1.6Jo由Elt=W解得t=2So由动能定理：Pt-W= 2 mv22- 2 mv02,解得 p= 90 w=0.71Wo