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角α=30°,导轨上端跨接一定

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-01
(12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角α=30°,导轨上端

见解析 本题考查牛顿第二定律的应用,金属棒开始下滑时没有切割磁感线,只有重力沿斜面向下的分力提供加速度,当导体棒匀速下滑时,所受安培力水平向右,由受力平衡可求得安培力,由公式F=BIL和欧姆定律可求得磁感强度B的大小,焦耳热可根据功能关系求解,重力做功转化为焦耳热和动能

(1)金属棒开始运动时的加速度大小为a,由牛顿第二定律有 mgsinα=ma①解得 a=gsinα(2)设匀强磁场的磁感应强度大小为B,则金属棒达到最大速度时产生的电动势 E=BLv m cosα ②回路中产生的感应电流 I= E R+r ③金属棒棒所受安培力 F=BIL ④cd棒所受合外力为零时,下滑的速度达到最大,则 Fcosα=mgsinα⑤由②③④⑤式解得 B= 1 L 2mg(R+r) 3 v m (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 mgssinα= 1 2 m v m 2 + Q 总 ⑥ Q= R R+r Q 总 ⑦由⑥⑦式解得 Q= mR(gs- v m 2 ) 2(R+r) .

解:(1)金属棒开始运动时的加速度大小为a,由牛顿第二定律有 ①
解得
(2)设匀强磁场的磁感应强度大小为B,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 ,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: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,
  • 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mgsin α= 1 2 m v m 2 + Q 总 ⑤ Q= R R+r Q 总 联立解得 Q= mR(2gsinα- v m 2 ) 2(R+r) .答:(1)匀强磁场的磁感应强度大小为 1 L mg(R+r)sinα v m .(2)金属棒沿导轨下滑距离...
  • 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:解:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有 mg sin a = F 安 ① F 安 = BIL ② I = ③ 其中 R 总 =6 R ④联立①~④式得金属棒下滑的最大速度 v m = ⑤(2)由动能定理 W G - W 安 = mv m 2 ⑥由于W G =2 mgs 0 si...
  • 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,两足够长平行光滑的金属导轨M N、PQ相距为L,导轨平面与水平面...
    答:0)+2QRR上产生的焦耳热 QR=12mgxsinθ?m3(gRsinθ)2(BL)4答:(1)开关S处于位置1时,通过棒ab的电流大小为mgsinθBL;(2)开关S处于位置2时,棒ab匀速运动时速度大小为2mgRsinθ(BL)2;(3)棒ab从静止开始到下滑位移x的过程中,流过电阻R的电量为BLx2R,R上产生的焦耳热为12mgx...
  • 如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为...
    答:解得:v′=3m/s,此时ab棒受到的安培力:F′= B 2 L 2 v′ r = 2 2 ×0. 2 2 ×3 0.4 =1.2N,重力沿斜面方向的分力:G 1 =mgsinθ=0.3N,F′>G 1 ,ab棒进入磁场后做减速运动,受到的安培力减小,当安培力与重力的分力相等时做匀速运动...
  • 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:达到最大时则有mgsinθ=F 安 F 安 =ILB 其中 R 总 =6R 所以 mgsinθ= 解得最大速度  小题2:R 2 上消耗的功率  其中    又
  • 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MN、PQ间距为d,其电阻不计,两...
    答:解:(1)烧断细线前拉力设为 ,则 烧断细线后,对ab棒,设此时ab棒所受安培力的大小为 ,由牛顿第二定律得: 同时,设cd棒此时所受安培力的大小为 ,由牛顿第二定律得: 且 由以上各式解得: ;(2)当ab棒和cd棒加速度为零时,速度均达最大, 设此时ab棒和cd棒的速度...