(12分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上,如

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

(12分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15 m,两导轨间距L=0.75 m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5 Ω的电阻,磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上,如图12所示.阻值r=0.5 Ω,质量m=0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Q1=0.1 J.(取g=10 m/s2)求:
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W
(2)金属棒下滑速度v=2 m/s时的加速度a;
(3)为求金属棒下滑的最大速度vm,有同学解答如下:由动能定理,WG-W ,….由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答.

◎ 答案

(1)0.4J  (2)3.2m/s2    (3)2.74m/s

◎ 解析


试题分析:(1)下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热,
由于,因此
                                               
  3分
(2)金属棒下滑时受重力和安培力
                                         2分       
由牛顿第二定律                  2分
     1分
(3)此解法正确。                                                    
金属棒下滑时受重力和安培力作用,其运动满足

上式表明,加速度随速度增加而减小,棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速,当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度,因此上述解法正确。                                                  1分
                                          2分 
   1分

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上,如…”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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