首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
加速度
> 正文
返回
打印
如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为
网友投稿 2022-07-24 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC段是曲线,CE段是平行于t轴的直线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后保持功率不变,在t=17s时,导体棒达到最大速度10m/s.除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s
2
.
(1)求导体棒ab在0-12s内的加速度大小;
(2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值;
(3)若导体棒ab从0-17s内共发生位移102m,试求12-17s内,R上产生的焦耳热量是多少.
◎ 答案
(1)由图象知12s末导体棒ab的速度为v
1
=9m/s,
在0-12s内的加速度大小为
a=
△v
△t
=
9
12
m/s
2
=0.75m/s
2
(2)t
1
=12s时,导体棒中感应电动势为 E
1
=BLv
1
感应电流
I
1
=
E
1
R
导体棒受到的安培力F
1A
=BI
1
L
即
F
1A
=
B
2
L
2
v
1
R
此时电动机牵引力为
F
1
=
P
v
1
由牛顿第二定律得
P
v
1
-
μmg-
B
2
L
2
v
1
R
=ma
t
2
=17s时,导体棒ab的最大速度为v
2
=10m/s,此时加速度为零,则有
P
v
2
-
μmg-
B
2
L
2
v
2
R
=0
联立,代入为数据解得:μ=0.20,R=0.4Ω
摩擦因数为0.20;电阻为0.4Ω;
(3)0-12s内,导体棒匀加速运动的位移
s
1
=
v
1
2
?
t
1
=54
m
12-17s内,导体棒的位移 s
2
=102-54=48m
由能量守恒得
Q=P
t
2
-(
1
2
m
v
22
-
1
2
m
v
21
)-μmg
s
2
代入数据解得R上产生的热量 Q=11.95 J
R上产生的热量为11.95J.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为…”主要考查了你对 【加速度】,【牛顿第二定律】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】,【能量守恒定律、第一类永动机】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202207/219650.html
十二生肖
十二星座