如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m、导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg,电
◎ 题目
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m、导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。 (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小. (2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小. (3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) |
◎ 答案
解:(1)金属棒开始下滑的初速度为零,根据牛顿第二定律 mgsinθ-μmgcosθ=ma ① 由①式解得a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2 ② (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinθ-μmgcosθ-F=0 ③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率Fv=P ④ 由③、④两式解得v==10m/s ⑤ (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长度为l,磁场的磁感应强度为B I= ⑥ P=I2R ⑦ 由⑥、⑦两式解得B==0.4T ⑧,磁场方向垂直导轨平面向上 |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m、导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg,电…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【从受力确定运动情况】,【电磁感应现象中的切割类问题】 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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