如图所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的

◎ 题目

如图所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8C(框架电阻不计,g取10m/s2).
问:(1)ab棒达到的稳定速度多大?
(2)ab棒从静止到稳定速度的时间多少?

◎ 答案

(1)功率:P=Fv①
根据安培力公式:F=BIL②
根据欧姆定律:I=
BLv
R
…③
又棒稳定时:F=F+μmg…④
由①②③④联立解得:v=2m/s
(2)由能量守恒得:Pt=Q+μmgs+
1
2
mv2
因为q=It
I=
E
R

E=
△φ
△t

△φ=BSL
所以S=
qR
BL

由①②联立解得:t=1.5s
答:(1)ab棒达到的稳定速度2m/s;
(2)ab棒从静止到稳定速度的时间1.5s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的…”主要考查了你对  【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。

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