(10分)如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。质
◎ 题目
(10分)如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。 (1)当R = 0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向; (2)求金属杆的质量m和阻值r; (3)当R = 4Ω时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。 |
◎ 答案
(1) 电流方向从b→a (2) m=0.2kg,r=2Ω (3) W=0.6J |
◎ 解析
试题分析:(1)由图可知,当R=0时,杆最终以v=2m/s匀速运动,产生电动势 由右手定则判断可知杆中电流方向从b→a (2)设杆运动的最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律得:,杆达到最大速度时满足 联立解得: 由图象可知:斜率为,纵截距为v0=2m/s, 得到: 解得:m=0.2kg,r=2Ω (3)由题意:, 得 瞬时电功率增大量 由动能定理得: 比较上两式得 代入解得 W=0.6J |
◎ 知识点
专家分析,试题“(10分)如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。质…”主要考查了你对 【动能定理】 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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下一篇:(10分)如图21所示,两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左
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