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θ=37°,两导轨之间距离为L=0.2m,

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-01
(2013?安徽一模)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θ=37°,两导轨之

(1)ab受到的安培力F=BIL=B2L2vr,ab做匀速直线运动,由平衡条件得:B2L2vr=mgsinθ,解得:v=0.75m/s;(2)从ab棒开始运动到刚进入磁场过程中,由机械能守恒定律得:mgssinθ=12mv′2,解得:v′=3m/s,此时ab棒受到的安培力:F′=B2L2v′r=22×0.22×30.4=1.2N,重力沿斜面方向的分力:G1=mgsinθ=0.3N,F′>G1,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,因此当ab棒刚进入磁场时加速度最大,由牛顿第二定律得:F′-G1=ma,解得:a=18m/s2,方向平行于斜面向上;答:(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度为0.75m/s;(2)ab棒运动过程中的最大加速度大小为18m/s2,方向沿导轨斜面向上.

(1)0.75m/s (2)18m/s 2 ,方向沿斜面向上 试题分析:(1)当ab棒在磁场中匀速运动时,分析ab棒的受力,根据受力平衡得: 又有 和 ,联立以上关系可得v=0.75m/s(2)在ab棒进入磁场前分析得 ,方向沿轨道向下进入磁场时的速度设为v 2 ,由 由于位移等于x 1 =0.75m,则v 2 =3m/s刚进入磁场时,对ab棒的分析受力得: , 解得a 2 =-18m/s 2 ,方向沿导轨向上进入磁场以后,ab棒做加速度逐渐减小的减速运动,最终匀速运动,所以,ab棒运动中的最大加速度为18m/s 2 ,方向沿斜面向上。

(1)金属棒进入磁场后,ab受到的安培力:F=BIL=
B2L2v
r

ab做匀速直线运动,由平衡条件得:
B2L2v
r
=mgsinθ,
代入数据解得:v=0.75m/s;
(2)从ab棒开始运动到刚进入磁场过程中,由机械能守恒定律得:
mgssinθ=
1
2
mv′2
代入数据解得:v′=3m/s,
此时ab棒受到的安培力:
F′=
B2L2v′
r
=
22×0.22×3
0.4
=1.2N,
重力沿斜面方向的分力:G1=mgsinθ=0.3N,
F′>G1,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,
因此当ab棒刚进入磁场时加速度最大,
由牛顿第二定律得:F′-G1=ma,
代入数据解得:a=18m/s2,方向平行于斜面向上;
(3)金属棒开始进入磁场到匀速运动的过程中,
由能量守恒定律得:
1
2
mv′2=
1
2
mv2+Q+mgxsinθ,
代入数据解得:x≈0.3m;
答:(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度为0.75m/s;
(2)ab棒运动过程中的最大加速度大小为18m/s2,方向沿导轨斜面向上.
(3)该过程金属棒沿斜面下滑的距离为0.3m.

  • 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:(1)对棒ab:mgsinθ=BI0L解得电流大小 I0=mgsinθBL(2)设棒ab匀速运动时速度大小为v,棒ab产生的感应电动势 E=BLv棒ab中的感应电流 I=ER+R对棒ab:mgsinθ-BIL=0解得:v=2mgRsinθ(BL)2(3)棒ab产生的感应电动势 .E=△Φ△t=BLx△t棒ab中的感应电流 .I=.E2R通过棒的...
  • 如图所示,两平行的足够长光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间 ...
    答:4d+W-BIld=0且Q=-W解得Q=4mgdsinα-BIld(3)设线框第一次向下运动刚离开磁场下边界时的速度为v1,则接着又向下运动2d,由动能定理mgsinα?2d?BIld=0?12mv12得v1=2BIld?4mgdsinαm安培力FA=BI′d=B?Bdv1R?d=B2d2v1R=B2d2R2BIld?4mgdsinαm(4)经过足够长时间后,线框在...
  • 如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30...
    答:m 又由于BIL=mgsinα,解得I=1A (2)设经过时间t 1 ,金属棒cd也进入磁场,其速度也为v 1 ,金属棒cd在磁场外有x= 1 2 v 1 ?t 1 ,此时金属棒ab在磁场中的运动距离为:X=v 1 t 1 =2x,两棒都在磁场中时速度相同,无电流,金属棒cd在磁场中而金属棒ab已在磁场外时...
  • 如图(1)所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为0.8m,导轨平面与...
    答:(1)电键S打开,从图上得: a=gsinα= △v △t =5 m/s 2 得 sinα= 1 2 ,则得α=30°金属棒匀速下滑时速度最大,此时棒所受的安培力F 安 =BIL,又 I= BL v m R 总 , R 总 = R ab + R 1 + R 2 R L ...
  • 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:(1)金属棒在图所示各力作用下,先做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,金属棒达到最大速度,此后开始做匀速直线运动.设最大速度为vm,金属棒达到最大速度的一半时的加速度为a,则速度达到最大时有 F=IdB+mgsinα 根据闭合电路欧姆定律得:I=BdvmR总 整个电路的总电阻为 R总=...
  • 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:(1) (2) (3) (4) (1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,金属棒达到最大速度,此后开始做匀速直线运动。设最大速度为v m ,则速度达到最大时有: 2分 2分 2分(2)由(1)得: 1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:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有 mgsinα=F 安 F 安 =BIL I= BL v m R总 其中 R 总 =6R
  • 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:小题1: 小题2: 小题1:当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为v m ,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    ...
  • 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)当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有 mgsinα=F安 F安=BIL I=BLvmR总 其中 R总=6R 联立各式得金属棒下滑的最大速度vm=6mgRsinαB2L2(2)由动能定理WG