(10分)两根平行金属导轨固定倾斜放置,与水平面夹角为37°,相距d=0.5m,a、b间接一个电阻为R=1.5Ω.在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05kg的金属棒,bc长L=1m,金属棒与导
◎ 题目
(10分)两根平行金属导轨固定倾斜放置,与水平面夹角为37°,相距d=0.5 m,a、b间接一个电阻为R=1.5 Ω.在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05 kg的金属棒,bc长L=1 m,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.金属棒与导轨接触点间电阻r=0.5 Ω, 金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑,如图甲所示.在金属导轨区域加一个垂直导轨斜向下的匀强磁场,磁场随时间的变化关系如图乙所示.重力加速度g=10 m/s2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求: (1)0~1.0 s内回路中产生的感应电动势大小; (2)t=0时刻,金属棒所受的安培力大小; (3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,则图乙中t0的最大值; (4)通过计算在图中画出0~t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象. |
◎ 答案
(1) 0.4 V (2) 0.02 N (3) t0max=6 s (4)如图所示 |
◎ 解析
试题分析:(1)读题图可知:= T/s=0.8 T/s ε感==Ld=0.8×1×0.5 V=0.4 V (2)I感==A=0.2 A F安0=B0I感d=0.2×0.2×0.5 N=0.02 N (3)此时金属棒对木桩的压力为零,最大静摩擦力沿斜面向下,此时沿倾斜导轨方向上合外力为零 F安=B(t)I感d=(0.2+0.8t0max)×0.2×0.5 N=(0.02+0.08t0max)N N=mgcos 37°=0.05×10×0.8 N=0.4 N f=μN=0.5×0.4 N=0.2 N,即最大静摩擦力. F安=mgsin 37°+f 代入相关数据后,得:t0max=6s (4)一开始,木桩对金属棒有支持力,金属棒对导轨无相对运动趋势:f静=0.2随着安培力F安的增大,木桩对金属棒的弹力减小,直至弹力为零. 满足:F安=B(t)I感d=mgsin 37° 代入数据:(0.2+0.8t)×0.2×0.5=0.05×10×0.6 得:t=3.5 s. F安继续增大,f静从零开始增大, F安=B(t)I感d=(0.2+0.8t)×0.2×0.5=mgsin 37°+f静 所以f随t线性增大至f=0.2 N(此时t0max=6 s) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(10分)两根平行金属导轨固定倾斜放置,与水平面夹角为37°,相距d=0.5m,a、b间接一个电阻为R=1.5Ω.在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05kg的金属棒,bc长L=1m,金属棒与导…”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:(10分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置
下一篇:(20分)如图所示,相互平行的足够长的光滑绝缘轨道MN和PQ水平固定,有一质量为m、电阻为R的水平导体框abcd(其长度ab=cd=L1宽度ad=bc=L2)可沿轨道滑动,滑动时ab、cd边始终保持
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