(16分)如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻可忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角.有一磁感应强度B=0.8T的匀强磁场,方向垂直于导体框平面.一根质量m=0.

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 受力分析/2022-10-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(16分)如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻可忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角.有一磁感应强度B=0.8T的匀强磁场,方向垂直于导体框平面.一根质量m=0.2kg、电阻为R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,某时刻起将导体棒由静止释放.已知导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)

(1)求导体棒刚开始下滑时的加速度的大小.
(2)求导体棒运动过程中的最大速度和重力的最大功率.
(3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中,通过导体棒横截面的电量Q=2C,求导体棒在此过程中消耗的电能.

◎ 答案

(1)a="2" m/s2  (2) (3)

◎ 解析


试题分析:(1)由题意知,导体棒刚开始下滑时受重力、支持力、摩擦力的作用
根据牛顿第二定律
解得:a="2" m/s2
(2)导体棒运动后,将受安培力的作用,切割磁感线产生电动势,电流
安培力
对导体棒,知当加速度a=0时,速度最大
,代入数据解得:
此时重力的功率最大为
(3)设该过程中导体棒通过的位移为x,根据电量得:
解得:x=10m
根据能量守恒
得:

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻可忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角.有一磁感应强度B=0.8T的匀强磁场,方向垂直于导体框平面.一根质量m=0.…”主要考查了你对  【受力分析】  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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