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(15分)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

网友投稿  2023-04-12 00:00:00  零零社区

◎ 题目

(15分)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F,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是曲线,DE是曲线图象的渐进线,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。除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s2

(1)求导体棒ab在0-12s内的加速度大小
(2)求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值
(3)若t=17s时,导体棒ab达最大速度,从0-17s内共发生位移100m,试求12s-17s内,R上产生的热量是多少?

◎ 答案

(1)0.75m/s2(2) R=0.4Ω(3)

◎ 解析


试题分析:(1)由v-t图象的斜率得m/s2=0.75m/s2
(2)t1=12s时,由v-t图象得速度为 v1="9m/s"
因为,
由牛顿第二定律得 
由图象知17s末导体棒ab的最大速度为v2=10m/s,此时加速度为零,同理有
 
联立解得 ,R=0.4Ω
(3)由v-t图象知0-12s内,导体棒匀加速运动的位移=54m
12-17s内,导体棒的位移 m
由能量守恒得
代入数据解得R上产生的热量    Q="12.35" J

◎ 知识点

    专家分析,试题“(15分)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…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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