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如图所示,两根相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连,弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的

网友投稿  2023-04-19 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,两根相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连,弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的金属棒,金属棒始终处于宽度为d的垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中。开始时弹簧处于原长。金属棒从静止释放,其下降高度为h时达到了最大速度。已知弹簧始终在弹性限度内,且当弹簧的形变量为x时,它的弹性势能为kx2,不计空气阻力和其他电阻,求:
(1)金属棒的最大速度是多少?
(2)这一过程中R消耗的电能是多少?

◎ 答案

解:(1)当金属棒有最大速度时,加速度为零,金属棒受向上的弹力、安培力和向下的重力作用,有
2kh+BId=mg
I=
vmax
(2)根据能量关系得mgh-2×mvmax2=E
又有R、r共同消耗了总电能
,ER+Er=E
整理得R消耗的电能为

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两根相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连,弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的…”主要考查了你对  【电磁感应现象中的磁变类问题】  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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