如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K.导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K.导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感强度B=1T.当ab棒由静止释放0.8s后,突然接通电键,不计空气阻力,设导轨足够长.
求:
(1)ab棒的最大速度大小;
(2)ab棒最终速度的大小
(3)当ab棒稳定下落后,每秒有多少电能产生.(g取10m/s2
魔方格

◎ 答案

(1)在0.8S时,金属棒的速度v=gt=8m/s   E=BLv=1.6V   I=
E
R
=4A
       由静止释放0.8s时:F=BIL=0.8N    重力G=mg=0.1N,
       此时安培力F大于重力G,闭合开关后,导体棒做减速运动,
       故导体棒的最大速度vm=8m/s
     (2)最终当导体棒的重力和安培力平衡时,导体棒保持恒定速度做匀速直线运动.
          即:mg=
B2L2v
R
,代入数据解得:v=1m/s
(3)当ab棒稳定下落后,感应电动势E=BLv=0.2V
根据焦耳定律得Q=
E2
R
t=0.1J
答:(1)ab棒的最大速度为8m/s.
    (2)ab棒的最终速度的大小为1m/s.8m/s   1m/s   
(3)当ab棒稳定下落后,每秒有0.1J电能产生.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K.导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【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。

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