(2014? Simulación del distrito de Shunde) Como se muestra en la figura, hay un campo magnético uniforme de B = 2T en el plano xOy. OA y OCA son rieles guía metálicos lisos colocados en el plano vertical.

(1) La varilla metálica MN se mueve verticalmente hacia arriba a lo largo del riel guía, ingresa al campo magnético y corta las líneas del campo magnético para generar una fuerza electromotriz inducida. Cuando la varilla metálica MN se mueve con rapidez constante hasta el punto C, la fuerza electromotriz inducida en el circuito es la mayor y la corriente inducida es la mayor.

La longitud efectiva de la varilla metálica MN conectada al circuito es el valor x en la ecuación de la curva que satisface la forma del carril guía OCA.

Por lo tanto, la longitud efectiva de la varilla metálica conectada al circuito es L=x=0,5 senπ5y (m),

Entonces Lm=xm=0,5m

Fuerza electromotriz inducida máx. Em=BLmv=2V

La potencia máxima consumida en R2 P2=E2mR2=2212=0.33W

(2) La varilla metálica MN está sujeta a gravedad mg y amperio fuerza cuando se mueve a una velocidad uniforme F amperio, fuerza externa F acción externa,

F amperio m=ImLmB

La solución es: F amperio m=1.0N

F amperio m=F amperio m +mg

La solución es: F exterior m=1.5N

(3) Durante el movimiento de la varilla metálica MN, la fuerza electromotriz inducida e=Emsinπ5y V

El valor efectivo es E=22Em=2V

El tiempo que tarda la varilla metálica MN en deslizarse a través de la sección OCA del riel guía es t =OAv=52s=2.5s

El calor generado por todo el circuito Q=E2Rt =1.25J

Respuesta:

(1) Cuando la varilla de metal se mueve sobre el riel guía, la potencia máxima consumida por R2 es 1,5 W;

(2) Fuerza externa El valor máximo de F es 1,5 N;

(3) La varilla de metal MN se desliza a través de la sección OC del riel guía y el calor generado por todo el circuito es 1,25J.