(10分)如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,左端接有R=0.8Ω的电阻R,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放置一根质量m=0.2Kg、电阻r=0.

◎ 题目

(10分)如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,左端接有R=0.8Ω的电阻R,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放置一根质量m=0.2Kg、电阻r=0.2Ω的金属金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数为=0.5,现用一恒力F=3N的力使棒从静止开始沿导轨运动(棒始终与导轨接触良好且垂直),经过一段时间棒获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8C(框架电阻不计,g=10m/s2)问:

(1)棒ab达到的稳定速度是多大?
(2)从开始到速度稳定时,电阻R产生的热量是多少?

◎ 答案

(1)2m/s;(2)2.88J;

◎ 解析


试题分析:(1)金属棒运动时切割产生的电动势E=BLv,  电路中电流
由牛顿第二定律得:F-BIL-mg=ma
当a=0时速度最大,代入数据解得:最大速度v=2m/s              (5分)
(2)设从开始运动到速度最大金属棒运动的距离为x,由动能定理得:

电阻R产生的热量Q1=
   解得:Q="2.88J" (5分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,左端接有R=0.8Ω的电阻R,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放置一根质量m=0.2Kg、电阻r=0.…”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。

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