如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的
◎ 题目
如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q. 重力加速度为g,试求: (1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1. (2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和系统机械能减少量. (3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.(设CD始终在磁场中运动) |
◎ 答案
(1); (2) |
◎ 解析
试题分析:1)AB杆达到磁场边界时,加速度为零,系统处于平衡状态, 导线切割磁感线时产生的感应电动势E=BLv1 由闭合电路欧姆定律 对AB杆:3mg=2T, 对CD杆:2T=mg+BIL 又F=BIL=,解得 (2)以AB、CD棒组成的系统在此过程中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q,因为两棒电阻相等,所以金属杆CD上产生的焦耳热也为Q.根据能的转化与守恒有: (3m-m)gh-2Q= (4mv12 由能量守恒定律可知,系统机械能减少量=2Q (3) (3)AB杆与CD杆都在磁场中运动,直到达到匀速,此时系统处于平衡状态, 导线切割磁感线时产生的感应电动势E=BLv2 由闭合电路欧姆定律 对AB杆:3mg=2T+BIL, 对CD杆:2T′=mg+BIL 又F=BIL=;解得 金属杆AB在磁场中运动的速度为v2满足: |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的…”主要考查了你对 【共点力的平衡】 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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下一篇:(18分)如图l所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L、M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并
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