如图所示，倾角θ=30°、宽度L=lm的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，倾角θ=30°、宽度L=l m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量为m=0.2kg、电阻R=lΩ的放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动（ab始终与导轨接触良好且垂直）．当ab棒移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程中，安培力做功为5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，g取10m/s2），求：
（1）ab棒的稳定速度．
（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间．
魔方格

◎ 答案

（1）由题牵引力的功率 P=Fv                  
稳定时ab棒做匀速运动，则有
   F=mgsin30°+FA，
而安培力FA=BIL，I=
BLv
R
       
联立以上各式，得：P=（mg×
1
2
+
B2L2v
R
）v，
代入数据得：6=（0.2×10×
1
2
+
12×12×v
1
）v  
整理得：v2+v-6=0，解得：v=2m/s    
（2）此过程棒上滑的高度h=2.8×sin30°=1.4m．
根据动能定理得
  Pt-WA-mgh=
1
2
mv2             
则得 t=
1
2
mv2+WA+mgh
P

代入解得，t=1.5s                          
答：
（1）ab棒的稳定速度是2m/s．
（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间是1.5s．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，倾角θ=30°、宽度L=lm的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】  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。

知识点 宽度 光滑 足够 固定
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