如图(甲)所示,平行的光滑金属导轨PQ和MN与水平方向的夹角α=30°,导轨间距l=0.1米,导轨上端用一电阻R相连.磁感强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上,导轨足够长且电阻不
◎ 题目
如图(甲)所示,平行的光滑金属导轨PQ和MN与水平方向的夹角α=30°,导轨间距l=0.1米,导轨上端用一电阻R相连.磁感强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上,导轨足够长且电阻不计.一电阻r=1Ω的金属棒静止搁在导轨的底端,金属棒在平行于导轨平面的恒力F作用下沿导轨向上运动,电压表稳定后的读数U与恒力F大小的关系如图(乙)所示. (1)电压表读数稳定前金属棒做什么运动? (2)金属棒的质量m和电阻R的值各是多少? (3)如金属棒以2m/s2的加速度从静止起沿导轨向上做匀加速运动,请写出F随时间变化的表达式. |
◎ 答案
(1)金属棒有外力F作用下,从静止开始做加速运动,速度增大,棒所受的安培力增大,加速度减小,最终棒受力达到平衡,所以金属棒先做加速度减小的变加速运动,最后做匀速直线运动, (2)由图可知:当F>1时,开始产生电压,所以 mgsin30°=F=1N 则得 m=0.2Kg 当达到平衡时:感应电流I=
得 U=
由图象可知,
解得,R=1Ω (3)金属棒以2m/s2的加速度从静止起沿导轨向上做匀加速运动时,t时刻棒的速度V=at 感应电流 I=
安培力 FA=
根据牛顿第二定律得 F-FA-mgsin30°=ma 代入解得 F=1.4+0.01t(N) 答: (1)电压表读数稳定前金属棒先做加速度减小的变加速运动,最后做匀速直线运动, (2)金属棒的质量m和电阻R的值各是0.2kg和1Ω. (3)如金属棒以2m/s2的加速度从静止起沿导轨向上做匀加速运动,F随时间变化的表达式为1.4+0.01t(N). |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图(甲)所示,平行的光滑金属导轨PQ和MN与水平方向的夹角α=30°,导轨间距l=0.1米,导轨上端用一电阻R相连.磁感强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上,导轨足够长且电阻不…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【牛顿第二定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】 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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上一篇:如图所示,竖直平面内有两根很长的金属导轨MN、PQ,处于B=0.5T的水平匀强磁场中,两导轨中连有两个电阻均为0.2Ω.额定功率均为5W的小灯泡,如图所示.质量m=50g、长L=0.5m、
下一篇:光滑的平行金属导轨长为L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场
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