光滑平行金属导轨长L=2m,二导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.5W的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁

◎ 题目

光滑平行金属导轨长L=2m,二导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.5 W的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T.有一不计电阻的金属棒ab的质量m=0.5kg,放在导轨最上端,如图所示.当ab棒从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J,求:

(1)当棒的速度为v=2 m/s时,它的加速度是多少?
(2)棒下滑的最大速度是多少?
(3)棒下滑过程中通过电阻R的最大电流是多少?

◎ 答案

(1)  1 V     (2)3 m/s    (3)4 A

◎ 解析

棒做加速度逐渐减小的变加速运动。
(1)速度为v=2 m/s时,安培力为:FABId==1 V
此时的加速度为:a==3 m/s
(2)棒到达底端时速度最大。根据能量守恒定律:mgL sin qmvm2Q
由此可得:vm=4 m/s
(3)速度最大时,感应电动势及感应电流最大。所以有:
EmBdv=2 V     ImEm /R=4 A

◎ 知识点

    专家分析,试题“光滑平行金属导轨长L=2m,二导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.5W的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁…”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。

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