如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻。处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒
◎ 题目
如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻。处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。 (1)求初始时刻导体棒受到的安培力。 (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少? (3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少? |
◎ 答案
解:(1)初始时刻棒中感应电动势E=Lv0B ① 棒中感应电流I= ② 作用于棒上的安培力F=ILB ③ ①~③联立得F=,安培力方向:水平向左 (2)由功和能的关系,得安培力做功W1=EP-mv02 ④ 电阻R上产生的焦耳热Q1=mv02-Ep ⑤ (3)由能量转化及平衡条件等,可判断: 棒最终静止于初始位置,Q=mv02 ⑥ |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻。处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒…”主要考查了你对 【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:如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距L=1m,上端接有电阻R=2Ω,虚线OO'下方是垂直于导轨平面的匀强磁场,现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO'上方某处垂直于
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