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

◎ 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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐