(20分)相距L="1.5"m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒和质量为m2="0.27kg"的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁

◎ 题目

(20分)相距L="1.5" m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒和质量
为m2="0.27kg" 的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方问竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。棒光滑,cd棒与导轨间的动摩擦因数为,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd捧也由静止释放。(取10m/s2)

(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小;
(2)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(3)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力随时间变化的图像。

◎ 答案

(1)a=1m/s2,B=1.2T(2)18J(3)2s

◎ 解析


试题分析:(1)经过时间t,金属棒ab的速率,此时,回路中的感应电流
,对金属棒,由牛顿第二定律得
由以上各式整理得:
在图线上取两点:代入上式得a=1m/s2,B=1.2T。
(2)在2s末金属棒的速率m/s
所发生的位移m   由动能定理得
又Q=W联立以上方程,解得Q=(J)。
(3)棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当棒所受重力与滑动摩擦力相等时,速度达到最大;然后做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止运动。
棒速度达到最大时,有
又FN=F
F=BIL


整理解得
随时间变化的图象如图所示。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(20分)相距L="1.5"m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒和质量为m2="0.27kg"的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁…”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