两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=0.05kg,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂
◎ 题目
两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=0.05kg,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右运动时,从某一时刻开始释放cd杆,并且开始计时,cd杆运动速度随时间变化的图像如图乙所示(在0~1s和2~3s内,对应图线为直线。g=10m/s2)。求: (1)在0~1s时间内,回路中感应电流I1的大小; (2)在0~3s时间内,ab杆在水平导轨上运动的最大速度Vm; (3)已知1~2s内,ab杆做匀加速直线运动,写出1~2s内拉力F随时间t变化的关系式,并在图丙中画出在0~3s内,拉力F随时间t变化的图像。(不需要写出计算过程,只需写出表达式和画出图线) |
◎ 答案
(1)1.2A(2)(3) |
◎ 解析
(1)在0~1s时间内,cd杆向下做匀加速运动,由乙图可知: (1) (1分) 对cd杆进行受力分析,根据牛顿第二定律有 在竖直方向上: (2) (1分) 在水平方向上: (3) (2分) 由(2)和(3)式可得: (4)式 (2分) (2)在2~3s时间内,cd杆向下做匀减速运动时,由乙图可知: (5)式 (2分) 对cd杆进行受力分析,根据牛顿第二定律有 在竖直方向上: (6)式 (2分) 在水平方向上: (7)式 由(6)和(7)式可得: (2分) 所以电动势 (8)式 (1分) 又因为 所以ab杆的最大速度为: (9)式 (1分) (3)解法提示: 在0~1.0s内,ab杆做匀速运动 (1分) 在2.0~3.0s内,ab杆做匀速运动 (1分) 在1~2s内,ab杆做匀加速运动,加速度为 (1分) 对ab杆分析,根据牛顿第二定律有: (1s<t<2s) 所以表达式为(1s<t<2s) (10)式(2分) 当t=1s时拉力为 当t=2s时拉力为 在0~3.0s内,拉力F随时间t变化的图像见图(3分) 本题考查电磁感应中切割磁感线的应用,首先根据图像求得加速度,以cd杆为研究对象分析受力,由牛顿第二定律求出安培力从而求得电流大小,同理求得第二问,在第三问中以ab杆为研究对象,由于ab杆做匀速直线运动,受力平衡列式求解 |
◎ 知识点
专家分析,试题“两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=0.05kg,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 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
- 相关内容
- 网友推荐
- 图文推荐
上一篇:如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k&
下一篇:在如图所示xoy坐标系第一象限的三角形区域(坐标如图中所标注和)内有垂直于纸面向外的匀强磁场,在x轴下方有沿+y方向的匀强电场,电场强度为E。将一个质量为m、带电量为+q的粒
零零教育社区:论坛热帖子
[家长教育] 妇产科专家告诉你:到底多大年龄,才算高龄产妇?不妨提前了解下 (2023-03-11) |
[高考] 2022 西安电子科技大学《软件工程》大作业答案 (2022-04-25) |
[家长教育] 孩子为什么会和父母感情疏离? (2019-07-14) |
[教师分享] 给远方姐姐的一封信 (2018-11-07) |
[教师分享] 伸缩门 (2018-11-07) |
[教师分享] 回家乡 (2018-11-07) |
[教师分享] 是风味也是人间 (2018-11-07) |
[教师分享] 一句格言的启示 (2018-11-07) |
[教师分享] 无规矩不成方圆 (2018-11-07) |
[教师分享] 第十届全国教育名家论坛有感(二) (2018-11-07) |