(19分)如图所示,倾角=30o、宽L=lm的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。一根质量m=0.2kg,电阻R=l的金

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

(19分)如图所示,倾角=30o、宽L=lm的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。一根质量m=0.2kg,电阻R=l的金属棒ab垂直于导轨放置。现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在曲棒上.使ab棒由静止开始沿导轨向上运动,运动中ab棒始终与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度g取10m/s2。求: 

(1)若牵引力恒定,请在答题卡上定性画出ab棒运动的v—t图象;
(2)若牵引力的功率P恒为72W,则ab棒运动的最终速度v为多大?
(3)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力,从撤去牵引力到ab棒的速度为零,通过ab棒的电量q=0.48C,则撤去牵引力后ab棒滑动的距离s多大?

◎ 答案

(1)  速度时间图像如图(2) (3)

◎ 解析


试题分析:(1)v—t图象 (4分)图线过原点1分;曲线向下弯曲2分;图线最后平行t轴1分;
Ab棒沿斜面方向受到重力沿斜面向下的分力,沿斜面向上的拉力,导体棒切割磁感线产生感应电动势,感应电流,所以ab棒受到沿斜面向下的安培力,初始速度小,加速度,随速度增大加速度逐渐变小最后加速度变为0,导体棒变成匀速直线运动。即速度时间图像斜率逐渐变小最后变为0.如下图所示

(2)当以恒定功率牵引棒时,         ①(2分)
                                 ②(1分)
                                ③(1分)
                     ④(2分)
代入数据得 m/s舍去)     ⑤(2分)
(3)设撤去棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为,通过的电荷量,                                 ⑥(1分)
                                   ⑦(1分)
 ,                                ⑧(2分)
                                 ⑨(1分)
联立⑥⑦⑧⑨各式得:         (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(19分)如图所示,倾角=30o、宽L=lm的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。一根质量m=0.2kg,电阻R=l的金…”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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