如图所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距l=lm,导轨平而与水平面成0=37°角,上、下端各连接一

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-30
如图所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=0.5m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R

(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma 解得:a=10×(0.6-0.5×0.8)m/s2=2 m/s2 (2)设金属棒运动达到稳定时,设速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡,根据物体平衡条件mgsinθ-μmgcosθ=F 将上式代入即得F=0.4N又:F=B2L2vr+R得:v=10m/s(3)根据动能定理:mgssin37°-μmgcos37°s-W安=12mv2电阻R上产生的焦耳热量等于1J,则r上产生的焦耳热为1J,则克服安培力做的功W安=2J得:s=30m答:(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度为2 m/s2;(2)导体棒做匀速运动时的速度大小v=10m/s;(3)导体棒由静止开始沿导轨下滑到刚好开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热量等于1J,则这个过程中导体棒ab的位移为30m.

解:(1)金属捧从静止开始作加速度逐渐减小的加速运动,当合力为零时速度达到最大,则: 代人数据得: (2)由牛顿第二定律得: 代人数据得:

(1)金属棒达到最大速度时,受力平衡,则有:
mgsinθ=μF N +F
F N =mgcosθ
又因有:F=BIL=
B 2 l 2 v
R

回路的总电阻为:R=r+
R 1 R 2
R 1 + R 2

代入数据得:v=6m/s
(2)电阻R 1 上产生的热量为:Q 1 =
R 2
R 1
Q
金属棒上产生的热量为:Q r =
r
R
(Q+Q 1
由能的转化和守恒可得:
mgsinθx=μmgcosθx+Q+Q 1 +Q r +
1
2
m v 2

代入数据解得:x=5.125m
答:(1)金属棒下滑的最大速度为6m/s;
(2)该过程中ab位移x的大小为5.125m.


  • 如图所示,两根足够长电阻不计的光滑导轨MM′和NN′间距为L=0.1m与水...
    答:(1)ab棒达到最大速度时做匀速运动受力分析如图所示,由平衡条件得: mgsinθ=B 0 IL①E=B 0 Lv m ②由闭合电路欧姆定律: I= B 0 Lv 0.5r+r ③联立①②③得: v m = 3mgrsinθ 2 B 20 L 2 带入数据得v=15m/s;(2)由平衡条件得...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m...
    答:(1) (2) 试题分析:(1)金属棒开始下滑的初速度为零,根据牛顿第二定律: 解得 (2) 设金属棒达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡: 电阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率,即: 以上两式联立,解得: 点评:本题难度较小,随着导体棒速度的逐渐...
  • 如图所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m,导轨平面与水平...
    答:解:(1)金属捧从静止开始作加速度逐渐减小的加速运动,当合力为零时速度达到最大,则: 代人数据得: (2)由牛顿第二定律得: 代人数据得:
  • 如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L 1 =1m...
    答:解:(1)在0~4s内,由法拉第电磁感应定律: 由闭合电路欧姆定律: ,方向由a→b(2)当t=2s时,ab棒受到沿斜面向上的安培力 对ab棒受力分析,由平衡条件: ,方向沿导轨斜面向上(3)ab棒沿导轨下滑切割磁感线产生感应电动势,有: 产生的感应电流 棒下滑至速度稳定时,棒两端电压...
  • (1)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=lm...
    答:(1)对金属棒受力分析,如图所示由于棒做匀速运动,则F=mgsinθ,而安培力F=BIL,I=ER+r,E=BLv则B2L2R+rv=mgsinθ 所以v=mgsinθB2L2(R+r)=0.2×10×0.50.52×12(1.5+0.5)m/s=8m/s所以E=BLv=0.5×1×8V=4V 则Uab=34E=3V.由于磁场的变化,导致电路中有感应电流,...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m...
    答:(1)当金属棒的速度最大时,产生的感应电动势最大,电阻R消耗的最大功率 E=Blv0=0.4×1×6=2.4v I=Er+R P=I2R解得P=1.28W (2)当金属棒速度为向上3m/s时,由速度图象知,加速度为a=△v△t=62=3m/s FA=BIL=B2L2Vr+R=0.16N 沿斜面向下 取沿斜面向下为...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 1...
    答:金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:P=Fv ④由③、④两式解得v=5m/s ⑤(4)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为L,磁场的磁感应强度为B,感应电流:I=ER=BLVR⑥电阻消耗的电功率:P=I2R ⑦由⑥、⑦两式解得:B=1.2T ⑧磁场方向垂直导轨平面向上.答:(1...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=...
    答:解:(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律 得:a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s 2 =4 m/s 2 (2)设金属棒运动达到稳定时,设速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡,根据物体平稳条件 将上式代入即得F=0.8 N 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电...
  • 如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L = 1 m...
    答:=0.5 W (1)设根据题意,设磁感应强度与时间的关系为B=kt根据法拉第电磁感应定律,回路中的电动势 (2分)根据欧姆定律,回路中的电流 (2分)当外力F为零时 (2分)由以上各式解得 k=0.5 T/s,I=1 A (1分)ab上消耗的功率 =0.5 W (2分)
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m...
    答:③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:P=Fv…④由③、④两式解得:v=PF=Pmg(sinθ?μcosθ)=80.2×10×(0.6?0.25×0.8)m/s=10m/s…⑤故当金属棒下滑速度达到稳定时,棒的速度大小为10m/s.(3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度...