如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为,导轨平面与水平面的夹角=30°,导轨电阻不计,磁

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-01
如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为 ,导轨平面与水平面的夹角 =30°,导轨电阻不计,磁

给你提示下,第一问中,先对导体棒进行受力分析,导体棒在做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,速度达到最大。相信接下来你就有思路了。这是物理必修3-2的题目。

没有右边的电路图具体的算不出来,主要的解题思路是:
(1)下滑的速度最大时,电场力=下滑力,即匀速下滑时:
F=(BL)^2×v/R总=mgsinθ,得出v=Rmgsinα/(BL)^2 (注:R电路中总电阻,α=30°)
(2)到达距离为2so时,电势能的降低等于此时的动能+电路的热能
mg(2so)sinα=1/2mv^2+Q
Q=2mg(so)sinα-1/2mv^2
=2mg(so)sinα-(m^3)(gLsinα)^2/2(BL)^4

(1)金属棒匀速运动时速度最大,则有F=mgsinθ+F
又E=BLv m 、I=
E
R+r
=
E
2R
、F =BIL
联立解得,v m =
2(F-mgsinθ)
B 2 L 2
=
2mg(1-sinθ)
B 2 L 2

(2)由上得 I=
BL v m
2R
=
mg(1-sinθ)
BL

灯泡的额定功率为P=I 2 R=
m 2 g 2 (1-sinθ ) 2
B 2 L 2 R

(3)金属棒达到最大速度的一半时,速度为v=
mg(1-sinθ)
B 2 L 2

安培力为F ′=
B 2 L 2 v
2R

根据牛顿第二定律得:F-mgsinθ-F ′=ma
联立解得,a=
F
2m
-
1
2
gsinθ
(4)根据能量守恒定律得:2Q r Q r +
1
2
m
v 2m
+mg?4Lsinθ=F?4L
解得,Q r Q r =2FL-2mgLsinθ-2
m 3 g 2 (1-sinθ ) 2
B 4 L 4

答:
(1)金属棒能达到的最大速度v m
2mg(1-sinθ)
B 2 L 2

(2)灯泡的额定功率P L
m 2 g 2 (1-sinθ ) 2
B 2 L 2 R

(3)金属棒达到最大速度的一半时的加速度a为
F
2m
-
1
2
gsinθ.
(4)金属棒由静止开始上滑4L的过程中,金属棒上产生的电热Q r 为2FL-2mgLsinθ-2
m 3 g 2 (1-sinθ ) 2
B 4 L 4


  • 如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与...
    答:所以:v 1 =0.5 m/s;当液滴恰从上板右侧边缘射出时:r 2 = m 2 v 2 B 2 q = d 2 ,所以v 2 =0.25 m/s初速度v应满足的条件是:v≥0.5 m/s或v≤0.25 m/s.答:(1)金属棒最终的速度为10 m/s (2)R 2 上消耗的电功率P为100 W ...
  • 如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨相距为1m,导轨平面与水平面的...
    答:解:(1)设b棒进入磁场时速度V b ,对b受力分析,由平衡条件可得 由电路等效可得出整个回路的等效电阻 (2)b棒穿出磁场前,a棒一直匀加速下滑,下滑的加速度 b棒通过磁场时间 a进入磁场时速度 a棒切割磁感线产生感应电动势 灯泡实际功率 (3)设a棒最终匀速运动速度为 ,a受...
  • 如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d,导轨平面与水平...
    答:;(3)若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑4L的过程中,金属棒上产生的电热Qr为mgL- m3g2R2 4B2d4 .
  • 如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与...
    答:(1)当金属棒ab匀速下滑时有m 1 gsinα=B 1 IL…① I= E R 总 …②E=B 1 Lv …③ R 总 =R 1 +R 2 …④联立①~④式的 v m = m 1 gsinα( R 1 + R 2 ) B 1 2 L 2 ⑤得v m =10m/s(2)由分压原理得 ...
  • 如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨被固定在水平面上,两者间的距离...
    答:2J=0.0.36J金属棒进入磁场后,电路的总电阻为 R′=R1R2R1+R2+r=83Ω 感应电动势为E′=IR′=1.2V由E′=Blv得,v=E′Bl=1.21×0.6m/s=2m/s则金属棒通过磁场的时间为t′=dv=0.22s=0.1s则此过程中电路产生的热量为Q′=E′I′t′=1.2×0.45×0.1J=0.054J故金属棒从A...
  • 如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为 ,导轨平面与水平...
    答:2分 2分 2分(2)由(1)得: 1分 2分(3)当金属棒的速度 时, 由牛顿第二定律: 2分
  • 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹...
    答:则金属棒达到最大速度时产生的电动势 ② 回路中产生的感应电流 ③ 金属棒棒所受安培力 ④ cd棒所受合外力为零时,下滑的速度达到最大,则 ⑤ 由②③④⑤式解得 (3)设电阻R上产生的电热为Q,整个电路产生的电热为Q 总 ,则 ⑥ ⑦ 由⑥⑦式解得 ...
  • 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹...
    答:(1)由题知,两棒都处于平衡状态,两棒所受的合外力均为零,则根据平衡条件得:对ab棒:F-Fab-mgsinα=0…①对cd棒:Fcd-mgsinα=0…②又:Fab=Fcd…③由①②③解得:F=2mgsinα=mgab、cd两棒所受的安培力大小为:Fab=Fcd=BIL=BBLvRL=B2L2v2R…④由①④解得:v=2mgRsinαB2L2...
  • 如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d,导轨平面与水平...
    答:L+12mv2m代入上面的vm值,可得:Q=2mgL-9m3g2R28B4d4 因RR总=13故金属棒放出的电热Q棒=13Q=23mgL-3m3g2R28B4d4 (3)R′上消耗的功率P′=I′2R′并联部分的电阻为 R并=R′RLR′+RL=3RR′R′+3R又 I′R′=IR并I′=3R3R+R′I=3Rmg2(3R+R′)Bd 则得:P′=m...
  • 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m,其电阻不...
    答:(1) I=1A 电流方向由d至c (2) F=0.2N (3) v="2m/s" 试题分析:(1)金属棒cd在安培力和重力导轨支持力作用下静止,正交分解后平行导轨方向有F =mgsin30°金属棒cd受到的安培力F =BIL代入数据,解得I=1A根据楞次定律可知,金属棒 cd中的电流方向由d至c(2)金属棒ab与...