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如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R=5Ω的电阻,导轨相距为L=0.2m.其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B=5T.质量为m=1kg的导体棒CD垂直于

网友投稿  2023-04-18 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R=5Ω的电阻,导轨相距为L=0.2m.其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B=5T.质量为m=1kg的导体棒CD垂直于导轨放置并接触良好,其长度恰好也为L,电阻也为R.用平行于MN的恒力F向右拉动CD,CD棒与导轨间的动摩擦因数为0.2.已知CD棒运动中能达到的最大速度vm=10m/s,重力加速度g取10m/s2.试求:
(1)恒力F的大小;
(2)当CD达到最大速度时,电阻R消耗的电功率.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)依题意 CD棒达到最大速度时应处于平衡状态.
    则 F=f+F   
    而f=μmg    
     F=BIL,I=
E
2R
,E=BLv
得到F=μmg+
B2L2v
2R

代入解得  F=3N.
    (2)当CD达到最大速度时,电阻R消耗的电功率
       P=I 2?R=(
BLv
2R
)2
R
代入解得    P=5 W.     
答:(1)恒力F的大小为3N;
    (2)当CD达到最大速度时,电阻R消耗的电功率为5W.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R=5Ω的电阻,导轨相距为L=0.2m.其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B=5T.质量为m=1kg的导体棒CD垂直于…”主要考查了你对  【电功】,【电功率】,【闭合电路欧姆定律】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【导体切割磁感线时的感应电动势】  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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