如图,POQ是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,OP=OQ=L.整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律为B

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,POQ是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,OP=OQ=L.整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律为B=B0-kt(其中k为大于0的常数).一质量为m、长为L、电阻为R、粗细均匀的导体棒锁定于OP、OQ的中点a、b位置.当磁感应强度变为B0后保持不变,同时将导体棒解除锁定,导体棒向下运动,离开导轨时的速度为v.导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度为g.求导体棒:

⑴解除锁定前回路中电流的大小及方向;
⑵滑到导轨末端时的加速度大小;
⑶运动过程中产生的焦耳热.

◎ 答案

,顺时针方向或b→a;⑵g-;⑶

◎ 解析


试题分析:⑴导体棒被锁定前,闭合回路的面积不变,=k
由法拉第电磁感应定律知:E=
由闭合电路欧姆定律知:I=
由楞次定律知,感应电流的方向:顺时针方向或b→a
⑵导体棒刚离开导轨时受力如图所示

根据法拉第电磁感应定律有:E=
根据闭合电路欧姆定律知:I=
根据安培力公式有:F=
解得:F=
由牛顿第二定律知:mg-F=ma
解得:a=g-
⑶由能量守恒知:mgh=+Q
由几何关系有:h=
解得:Q=

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,POQ是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,OP=OQ=L.整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律为B…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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