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1 m。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0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直且保持良好接触,它们间的动摩擦因数为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8 W,求该速度的大小; (3)在上问中,若R=2 Ω,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=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。 |
◎ 答案
解:(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律 mgsinθ-μmgcosθ=ma,可得:a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4 m/s2 (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡 mgsinθ-μmgcosθ-F=0,将上式代入即得F=ma=0.2×4 N=0.8 N 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P=Fv 所以v==m/s=10 m/s (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为L,磁感应强度为B I=,P=I2R,可解得:B==T=0.4 T,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 【牛顿运动定律的应用】,【功率】,【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。- 最新内容
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