位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直
◎ 题目
位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直水平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。由于导轨足够长,电阻R始终未进入磁场区域。一质量为m=0.1kg,电阻r=0.5Ω,长度也是L的金属棒,自PQ处以水平向右的初速度v2=4m/s滑上金属导轨,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2,且运动过程中始终与导轨垂直接触。金属棒滑上导轨后,经t=0.2s,速度恰好与导轨速度相同,此过程中因摩擦产生热量Q=0.08J。之后,金属棒继续运动,当其速度刚好稳定时,金属棒的总位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s2,求: (1)金属棒最终稳定时速度的大小; (2)当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小; (3)自金属棒滑上导轨至刚好稳定时整个电路中消耗的电能。 |
◎ 答案
(1)金属棒最后匀速运动,设速度为v3 ① ② ③ 金属棒做匀速运动 ④ 可得v3="1.6m/s " ⑤ (2)当金属棒速度v=3.2m/s时,可推出 ⑥ 由牛顿第二定律 ⑦ a=6m/s2 ⑧ (3)设金属棒从滑上导轨到与导轨速度相同的过程中,导轨的位移为s1,棒的位移为s2, 摩擦生热 ⑨ 导轨位移 ⑩ 金属棒速度由v2减小到v3的过程中位移为s3=s—s2 (11) 由动能定理 (12) 由功能关系 E=—W安 可得:E电="0.7J " (14分) |
◎ 解析
略 |
◎ 知识点
专家分析,试题“位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直…”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:一根金属导线abcd绕成如图所示的闭合线框,ab长等于cd长,且二者相互平行,ad边与bc边在交点O处相互绝缘且交点大小忽略。理想边界MN右侧为水平的匀强磁场,磁场区域足够大。
下一篇:如图所示,光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L.QM之间接有阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为M,电阻为R的金属棒ab放在
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