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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图所示,倾角θ=30°、宽度L=lm的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,倾角θ=30°、宽度L=l m的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量为m=0.2kg、电阻R=lΩ的放在导轨上的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直).当ab棒移动2.8m时,获得稳定速度,在此过程中,安培力做功为5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦,g取10m/s
2
),求:
(1)ab棒的稳定速度.
(2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间.
◎ 答案
(1)由题牵引力的功率 P=Fv
稳定时ab棒做匀速运动,则有
F=mgsin30°+F
A
,
而安培力F
A
=BIL,I=
BLv
R
联立以上各式,得:P=(mg×
1
2
+
B
2
L
2
v
R
)v,
代入数据得:6=(0.2×10×
1
2
+
1
2
×
1
2
×v
1
)v
整理得:v
2
+v-6=0,解得:v=2m/s
(2)此过程棒上滑的高度h=2.8×sin30°=1.4m.
根据动能定理得
Pt-W
A
-mgh=
1
2
mv
2
则得 t=
1
2
m
v
2
+
W
A
+mgh
P
代入解得,t=1.5s
答:
(1)ab棒的稳定速度是2m/s.
(2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间是1.5s.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,倾角θ=30°、宽度L=lm的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】,【闭合电路欧姆定律】,【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。
http://www.00-edu.com/html/202304/451148.html
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