如图所示,电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上,框架与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,框架

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-03
(16分)如图所示,电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上,框架与水平面间的动摩擦因数 μ =

(1) v =6m/s(2)0.6N(3) Q =0.3J (1)框架开始运动时, MN 边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力,故有 F 安 = μ ( m 1 + m 2 ) g (2分) F 安 = BIL (1分) E = Blv (1分) (1分)解得 v ="6m/s " (1分)(2)框架开始运动时, MN 边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力,设此时加在 ab 上的恒力为 F ,应有 F ≥ F 安 ,当 F=F 安 时, F 最小(2分),设为 F min 故有 F min = μ ( m 1 + m 2 )g="0.6N " (3分)(3)根据能量转化和守恒定律, F 做功消耗外界能量,转化为导体棒 ab 的动能和回路中产生的热量,有 ,(3分)框架开始运动时, ab 的速度 v =6m/s解得 Q =0.3J(2分)

(1) (2) (3) 试题分析:(1)当 时,导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势 所以回路中的电流 取金属框架为研究对象,MN边受到安培力, (1分)与地面之间的最大静摩擦力 刚要开始滑动说明安培力等于最大静摩擦力 (1分)解得: (1分)(2)当 时,设回路中的电流为 (1分) 取金属框架为研究对象,根据牛顿第二定律有 解得: (1分)(3)在0~t 1 时间内,电路中产生的总热量 (1分)根据功能原理,拉力做功转化为焦耳热和金属棒动能 (1分)解得: (1分)

解:(1)框架开始运动时,MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力,故有
F =μ(m 1 +m 2 )g
F =BIL
E=Blv

解得v=6m/s
(2)框架开始运动时,MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力,设此时加在ab上的恒力为F,应有F≥F ,当F=F 时,F最小,设为F min
故有F min =μ(m 1 +m 2 )g=0.6N
(3)根据能量转化和守恒定律,F做功消耗外界能量,转化为导体棒ab的动能和回路中产生的热量,有

框架开始运动时,ab的速度v=6m/s
解得Q=0.3J



  • 如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°...
    答:A、金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度大于12v,故A正确.B、由q=△ΦR=BLxR可知:下滑的位移x=qRBL;故B正确;C、金属棒受到的安培力F安=BIL=BL?ER=BL?BLvR=B2L2vR,故C错误;D、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流...
  • 如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L,导轨间连...
    答:试题分析:(1)当导体棒下滑时,受力平衡,则它下滑的速度最大;设最大速度为v m ,则导体棒在斜面方向共受到二个力的作用,重力沿斜面的分力,安培力;故它们存在二力平衡的关系:mgsinθ=BIL,而电流I= ,代入上式得得v m = 。(2)定值电阻消耗的电功率就是安培力做功的功率大小,故P...
  • 高中物理题,在水平面内有一固定的U型裸金属框架,框架上放置一根重金属杆...
    答:(1)当磁场方向向上且增强,将在ab杆中产生感应电流,根据楞次定律判断感应电流的方向为从a到b,所以ab受到的安培力方向向左,ab杆才可能向左移动(还要看金属杆受不受不受摩擦力的作用,安培力是否大于摩擦力),A正确 (2)当磁场为匀强磁场时,给杆一个初速度,杆运动起来之后,通过金属框架的磁...
  • 如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成 角(0< <90°),其 ...
    答:B 试题分析:A、金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度不等于 ,而是大于 ;错误B、由电量计算公式 可得,下滑的位移大小为 ;正确C、产生的焦耳热 ,而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流 小,故这一过程产生的焦耳热小于 ;错误D、金属棒ab受...
  • 如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN...
    答:A、金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度不等于12v,而是大于12v;故A错误. B、由电量计算公式q=.I?△t,.I=.ER,.E=△Φ△t,联立得 q=△φR=BsLR可得,下滑的位移大小为s=qRBL,故B正确. C、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流I...
  • 如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成 角(0< <90°),其中MN平 ...
    答:B 分析:金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,做加速度逐渐减小的变加速运动.由运动学公式,法拉弟定律、能量守恒定律等研究处理.A、金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度不等于 ,而是大于 ;故A错误. B、由电量计算公式q= = 可得,下滑的位移大小为s=...
  • 如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角,其中MN与PQ平行且...
    答:(1)根据右手定则判断可知:金属棒ab中电流的方向从b→a.(2)由E=BIL、I=ER、F=BIL得:安培力的大小为:F=B2L2vR;(3)导体棒最终匀速,安培力等于重力的分力为:mgsinθ=F=B2L2vR解得:m=B2L2vRsinθ;答:(1)金属棒ab中电流的方向为由b到a;(2)金属棒ab匀速运动时受到的...
  • 水平固定的光滑U型金属框架宽为L,足够长,其上放一质量为m的金属棒ab...
    答:其实原题的解法是对的,因为能量守恒是不变的。而你机智的发现能量“不见”了是因为这道题在给电容器充电的过程中电流是变化的,变化的电流产生电磁波,“损失”的能量其实是以电磁波形式散发出去了。
  • ...如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的足够长U型金属导轨,导轨中...
    答:代入数据解得:a≈0.87m/s2;(3)摩擦产生的热量:Qf=Ff(x-x0),由能量守恒定律得:12mv02=12(m+m0)v2++Q+Qf,代入数据解得:Q=0.26J;答:(1)开始时N1N2距虚线的距离为0.625m;(2)金属杆PQ的最大加速度为0.87m/s2;(3)整个运动过程中电阻R上产生的热量0.26J.
  • (2011?福建)如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<...
    答:A、金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度不等于12v,而是大于12ν;故A错误. B、由电量计算公式q=.I?△t,.I=.ER,.E=△Φ△t,联立得 q=△φR=BsLR可得,下滑的位移大小为s=qRBL,故B正确. C、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流...