如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感强度为B0=1T.将一根质
◎ 题目
如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感强度为B0=1T.将一根质量为m=0.04kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,已知cd距离NQ为s米.试解答以下问题:(sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度和速度各如何变化? (2)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大? (3)金属棒达到的稳定速度是多大? (4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)? |
◎ 答案
(1)棒从静止释放,因切割磁感线,从而产生感应电流,受到安培力阻力作用,在达到稳定速度前,安培力越来越大,导致金属棒的加速度逐渐减小,速度逐渐增大. (2)达到稳定速度时,则有棒受到的安培力,FA=B0IL 根据受力平衡条件,则有:mgsinθ=FA+μmgcosθ I=
(3)切割感应电动势,E=B0Lv、 闭合电路欧姆定律,I=
解得:υ=
(4)当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流.此时金属棒将沿导轨做匀加速运动. mgsinθ-μmgcosθ=ma a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.5×0.8)m/s2=2m/s2 B0Ls=BL(s+vt+
B=
答:(1)请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度逐渐减小,速度逐渐增大. (2)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流0.16A; (3)金属棒达到的稳定速度是1.6m/s; (4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感强度B与时间t变化关系为B=
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◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感强度为B0=1T.将一根质…”主要考查了你对 【闭合电路欧姆定律】,【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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下一篇:如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=0.3m,一正方形金属框边长ab=0.1m,每边电阻R=0.2Ω,金属框在拉力F作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保
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