如图所示,ab、cd是两根固定的竖直光滑的足够长金属导轨,导轨上套有一根可滑动的金属细棒,整个装置放在磁感应强度B=0.5T的水平匀强磁场中。已知棒长L=10cm,电阻R=0.2Ω,
◎ 题目
如图所示,ab、cd是两根固定的竖直光滑的足够长金属导轨,导轨上套有一根可滑动的金属细棒,整个装置放在磁感应强度B=0.5T的水平匀强磁场中。已知棒长L=10cm,电阻R=0.2Ω,质量m=20g,开始时处于静止状态。电池电动势E=1.5V,内阻r=0.1Ω,导轨的电阻、空气阻力均不计,取g=10m/s2。当电键K闭合后,试求: (1)棒L的最大加速度; (2)棒L的最大速度; (3)棒L达到最大速度后,棒L发热消耗的功率与整个电路消耗的功率之比; (4)若棒L从静止到速度达到最大过程中上升了s=10m,则在这过程中,安培力对棒L所做的功是多少? |
◎ 答案
(1),方向竖直向上。 (2),方向竖直向上。 (3) (4) |
◎ 解析
(1)K闭合瞬间,棒L所受向上安培力 >, 所以棒L向上运动并切割磁感线产生感生电动势。 于是电路中的电流为, 棒L所受安培力。 由牛顿第二定律,棒有, 所以棒L的加速度为, 所以,当棒L由静止开始运动时(v=0),有最大加速度 ,方向竖直向上。 (2)以后,随着棒L速度v的不断增大,a不断减小,直至a=0时,有最大速度 ,方向竖直向上。 (3)棒L达到最大速度后,电路中的电流为 , 所以棒L发热消耗的功率与整个电路消耗的功率之比 。 (4)在棒L由静止至速度最大过程中,所受安培力为变力,由动能定理 , 所以在这过程中,安培力对棒L所做的功。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,ab、cd是两根固定的竖直光滑的足够长金属导轨,导轨上套有一根可滑动的金属细棒,整个装置放在磁感应强度B=0.5T的水平匀强磁场中。已知棒长L=10cm,电阻R=0.2Ω,…”主要考查了你对 【电磁感应现象的综合应用】 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:有一面积为S=100cm2金属环,电阻为R=0.1Ω,环中磁场变化规律如图所示,且磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,环中感应电流的方向如何?通过金属环的电量为多少?
下一篇:如图所示,两平行导轨与水平面间的倾角为,电阻不计,间距L=0.3m,长度足够长,导轨处于磁感应强度B=1T,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值为R0=2
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