(18分)两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m,
◎ 题目
(18分)两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m,垂直于导轨水平放置在导轨上,如图所示.设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变,重力加速度为g. (1)给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度,同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力,结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动.求拉力做功的功率. (2)若作用在ab杆的拉力与第(1)问相同,但两根杆都是同时从静止开始运动,求两根杆达到稳定状态时的速度. |
◎ 答案
(1) (2) 方向沿斜面向下 |
◎ 解析
试题分析:(1)cd杆保持静止,则杆所受安培力 ① (2分) 设ab杆所受的拉力为F,则对ab杆,有 ②(2分) 设ab杆的速度为v0,则回路中的感应电流 ③(2分) 拉力做功的功率 ④(1分) 联立解得拉力做功的功率 ⑤(2分) (2)开始时ab杆所受合力沿斜面向上,因此沿斜面向上运动,而cd杆所受合力沿斜面向下,因此沿斜面向下运动,随着速度的增大,安培力也逐渐增大,最后两杆同时达到匀速运动状态。 设ab杆和cd杆最后的速度大小分别为v1、v2,因为两杆组成的系统所受的外力合力为零, 因此系统动量守恒,取沿斜面向上为正方向, 则 ⑥(2分) cd杆匀速运动,则杆所受安培力 ⑦(1分) 回路中的电流 ⑧(2分) 联立解得ab杆和cd杆达到稳定状态时的速度分别为 (方向沿斜面向上) ⑨(2分,) (方向沿斜面向下) ⑩(2分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(18分)两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上,它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m,…”主要考查了你对 【功率】 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。- 最新内容
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