如图所示,两条平行的金属导轨MP、NQ间距L=0.5m,导轨平面与水平面夹角为α,设导轨足够长.导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=2.0T,与导轨上端相连的电池的
◎ 题目
如图所示,两条平行的金属导轨MP、NQ间距L=0.5m,导轨平面与水平面夹角为α,设导轨足够长.导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=2.0T,与导轨上端相连的电池的电动势E=4.5V,内阻r=0.4Ω,水平放置的导体棒ab的电阻R0=1.5Ω,两端始终与导轨接触良好,且能沿导轨无摩擦滑动,与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω,与单刀双掷开关触点“2”相连的电阻R2=1.0Ω,电路中其它电阻不计.当S与触点“1”接通时,导体棒刚好保持静止状态.求: (1)匀强磁场的方向; (2)S与触点“1”接通时,导体棒的发热功率; (3)当开关S与触点“2”接通后,导体棒的最大速度. |
◎ 答案
(1)当S与触点“1”接通时,导体棒刚好保持静止状态,安培力与重力沿斜面向下的分力平衡,则安培力方向沿斜面向上,根据左手定则,磁场的方向是垂直斜面向下 (2)当S与“1”接通时 I总=
导体棒上的电流 I0=
导体棒的发热功率 p=I02R0=1.82×1.5W=4.86W (3)S与“1”接通时,导体棒平衡BI0L-mgsinα=0 S与“2”接通后,导体棒加速下滑,达到最大速度时应满足 BI′L-mgsinα=0 比较两种情况,得知流过导体棒的电流为 I′=I0=1.8A I/=
得导体棒的最大速度为 vm=
代入数据,求得 vm
上一篇:如图所示,abcd线圈中接有一灵敏电流计G,efgh线框的电阻不计,放在匀强磁场中.具有一定电阻的导体棒MN在恒力F作用下由静止开始向右运动,efgh线框足够长,则通过灵敏电流计
下一篇:如图所示,电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为l=2m、质量为m=4kg的导体棒ab,导体棒贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上,导体棒的电阻R=0.4Ω.磁感强度B=
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