首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
电磁感应现象中的切割类问题
> 正文
返回
打印
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m
1
=1kg的金属棒ab和质量为m
2
=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放。
(1)指出在运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒受到的安培力方向;
(2)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;
(3)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(4)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t
0
,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力f
cd
随时间变化的图像。
◎ 答案
解:(1)在运动过程中ab棒中的电流方向向左(b→a),cd棒受到的安培力方向垂直于纸面向里
(2)经过时间t,金属棒ab的速率
此时,回路中的感应电流为
对金属棒ab,由牛顿第二定律得
由以上各式整理得:
在图线上取两点:
代入上式得
,B=1.2T
(3)在2s末金属棒ab的速率
所发生的位移
由动能定律得
又
联立以上方程,解得
(4)cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时,速度达到最大;后做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止运动
当cd棒速度达到最大时,有
又
,
,
,
整理解得
f
cd
随时间变化的图像如图所示
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸…”主要考查了你对 【电磁感应现象中的切割类问题】 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。
http://www.00-edu.com/html/202304/453000.html
十二生肖
十二星座