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光滑平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  互联网

◎ 题目

光滑平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一质量为m、不计电阻的金属棒ab,放在导轨的最上端,如图所示,当棒ab从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J.则当棒的速度为v=2m/s时,它的加速度为______m/s2,棒下滑的最大速度为______m/s.
魔方格

◎ 答案


棒做加速度逐渐减小的变加速运动.
(1)棒受力如图:
魔方格

速度为v=2 m/s时,安培力为:FA=BId═1 N
运动方向的合外力为:F=mgsinθ-FA
所以此时的加速度为:a=
mgsinθ-FA
m

带入数据解得:a=3m/s2
(2)棒到达底端时速度最大.
此过程能量的转化为:重力势能转化为动能和电热
根据能量守恒定律有:mgsinθ=
1
2
mvm2+Q

解得:vm=4 m/s
答(1)3
(2)4

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“光滑平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【牛顿第二定律】,【闭合电路欧姆定律】,【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】  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。



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