如图所示,空间存在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的粗糙的长直金属导轨,处于同一水平面内,间距为L,电阻不计,在导轨左端连有电阻、电源和单刀

◎ 题目

如图所示,空间存在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的粗糙的长直金属导轨,处于同一水平面内,间距为L,电阻不计,在导轨左端连有电阻、电源和单刀双掷开关,电阻阻值为R,电源电动势为E,内阻为r;ab是垂直跨接在导轨上质量为m、电阻也为R的导体棒,它与导轨间的动摩擦因数μ.单刀双掷开关扳到1时,导体棒由静止开始向右加速运动,求:
(1)导体棒的最大加速度和最大速度各是多少?
(2)导体棒达到最大加速度时,导体棒消耗的电功率P是多少?
(3)导体棒达到最大速度后,把单刀双掷开关掷向2,导体棒再运动时间t后静止,则导体棒减速运动的位移是多少?

魔方格

◎ 答案

(1)在刚闭合电键时加速度最大
根据牛顿第二定律有:
mam=F-f

F=B
E
R+r
L

联立解得
 
am=
BEL
m(R+r)
-μg

当安培力与摩擦力相等时速度最大有:
F′=f
BIminL=μmg
B
E-BLvm
R+r
L=μmg

解得
 
vm=
BLE-μmg(R+r)
B2L2

(2)刚闭合电键时加速度最大,此时电路中的电流I=
E
R+r

则导体棒上消耗的功率P=I2R=
E2R
(R+r)2

(3)导体棒在减速运动的过程中安培力的冲量
I=
 




 
BI1L△t1+BI2L△t2…=
 




 
B
BLv1
2R
L△t1+B
 1/3    1 2 3 下一页 尾页
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示,在光滑的水平面上有两个方向相反的匀强磁场垂直穿过,磁场的宽度均为L,磁感应强度大小均为B,水平面上放有一正方形金属线框,其边长为a(a<L),电阻为R.(1)若线框
如图所示,在光滑的水平面上
如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路
如图所示,两根足够长的固定
如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有与水平面垂直的均匀磁场,磁感应强度B=0.5T.一质量为
如图所示,两条互相平行的光
如图所示,一U形光滑导轨串有一电阻R,放置在匀强磁场中,导轨平面与磁场方向垂直.一电阻可忽略不计但有一定质量的金属杆ab跨接在导轨上,可沿导轨方向平移,现从静止开始对
如图所示,一U形光滑导轨串有
空间内有两个沿竖直方向的有界匀强磁场I、II,磁感应强度大小均为B,宽度均为L,边界线平行,磁场I竖直向下,磁场II竖直向上,如图所示为俯视图.一边长为L、质量为m的正方形
空间内有两个沿竖直方向的有