如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、M′N′固定在竖直方向,导轨间距d=0.8m,下端NN′间接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=1.0T的匀强磁场垂直于导轨平面.距下端h=
◎ 题目
如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、M′N′固定在竖直方向,导轨间距d=0.8 m,下端NN′间接一阻值R=1.5 Ω的电阻,磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场垂直于导轨平面.距下端h=1.5 m高处有一金属棒ab与轨道垂直且接触良好,其质量m=0.2 kg,电阻r=0.5 Ω,由静止释放到下落至底端NN′的过程中,电阻R上产生的焦耳热QR=1.05 J.g=10 m/s2.求: (1)金属棒在此过程中克服安培力所做的功WA; (2)金属棒下滑速度为2 m/s时的加速度a; (3)金属棒下滑的最大速度vm. |
◎ 答案
(1)1.4 J (2)6.8 m/s2 (3)4 m/s |
◎ 解析
(1)设棒ab产生的热量为Qr,由于金属棒与电阻的电流相等,由Q=I2Rt, 得Qr=QR=0.35 J 金属棒克服安培力做的功等于回路中产生的热量,故WA=Qr+QR=1.4 J. (2)当金属棒的速度v=2 m/s时,E=Bdv,I=,F安=BId 再由牛顿第二定律,mg-F安=ma 解得a=6.8 m/s2. (3)在最低位置金属棒的速度最大,由能量守恒定律,得 mgh-WA=mv 代入数据,得vm=4 m/s. |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、M′N′固定在竖直方向,导轨间距d=0.8m,下端NN′间接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=1.0T的匀强磁场垂直于导轨平面.距下端h=…”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
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