如图所示,两根不计电阻的倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37o,底端接电阻R=1.5Ω。金属棒ab的质量为m=0.2kg。电阻r=0.5Ω,垂直搁在导轨上由静止开始下滑,金属棒ab与导轨间

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,两根不计电阻的倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37o ,底端接电阻R=1.5Ω。金属棒a b的质量为m=0.2kg。电阻r=0.5Ω,垂直搁在导轨上由静止开始下滑,金属棒a b与导轨间的动摩擦因数为μ=0.25,虚线为一曲线方程y=0.8sin(x)m与x轴所围空间区域存在着匀强磁场,磁感应强度.B=0.5T,方向垂直于导轨平面向上(取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)。求:
(1)当金属棒a b下滑的速度为m/s 时,电阻R上消耗的电功率是多少?
(2)若金属棒a b从静止开始运动到Xo="6" m处,电路中消耗的电功率为0.8w,在这一过程中,安培力对金属棒a b做了多少功?

◎ 答案

(1)0.06w (2)3.8 J

◎ 解析

考点:
(1)金属板作切割磁感线运动,产生感应电动势E
E="Byv                          " ①                (1分)
由曲线方程
y=0.8sin(x)m                  ②                (1分)
由①②式联解得 
E=0.4sin(x)v      正弦交流电                 (1分)
电动势的最大值   Em=0.4          ③                  (1分)
电动势的有效值   E=           ④                  (1分)
电路的总电阻     R=" R+r           " ⑤                   (1分)
根据闭合电路的欧姆定律  I=      ⑥                   (1分)
电阻R上消耗的电功率PR
PR=I2R                          ⑦                   (2分)
由① ~ ⑦ 式联解得  PR="0.06w                              " (1分)
(2)金属棒a b从静止开始运动至X0=6m处,曲线方程
y′=0.8sin(X0)m                ⑧                    (2分)
设金属棒在X0处的速度为V′,切割磁感线运动产生感应电动势为E′
E′="B" y′V′                    ⑨                    (1分)
此时电路中消耗的电功率为P′
P′=                            ⑩                       (2分)

由⑧ ~式联解得  W=" " 3.8 J

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两根不计电阻的倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37o,底端接电阻R=1.5Ω。金属棒ab的质量为m=0.2kg。电阻r=0.5Ω,垂直搁在导轨上由静止开始下滑,金属棒ab与导轨间…”主要考查了你对  【动能定理】  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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