如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨和水平放置,间接有阻值为的电阻,导轨相距,空间有竖直向下的匀强磁场.质量为,电阻为的导体棒垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于向
◎ 题目
如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨和水平放置,间接有阻值为的电阻,导轨相距,空间有竖直向下的匀强磁场.质量为,电阻为的导体棒垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于向右的水平力拉动导体棒从静止开始运动,拉力的功率恒定为,经过时间导体棒达到最大速度.求 (1)匀强磁场磁感应强度的大小. (2)这一过程中电阻上所产生的电热. (3)换用恒力拉动导体棒从静止开始运动,导体棒达到最大速度将为.求恒力的大小及当导体棒速度为时的加速度. |
◎ 答案
(1) (2) (3) ; |
◎ 解析
(1)导体棒达到最大速度时,拉力与安培力大小相等,即
①………………………………(2分) ②………………………………(1分) ③………………………………(1分) 即 ④ 解得: ………………………………(2分) (2)由能量关系,产生总电热 ⑤………………………………(3分) 电阻上所产生的电热 ………………………………(3分) (3)导体棒达到最大速度时,拉力与安培力大小相等,即 ⑥ 由④⑥式解得 ⑦………………………………(2分) 当速度为时加速度为,根据牛顿第二定律得:
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