如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2mF,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不
◎ 题目
如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2mF,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于方向竖直向上B=0.5T的匀强磁场中.现用一垂直金属杆CD的外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始向右运动.求: (1)若开关S闭合,力F恒为0.5N,CD运动的最大速度; (2)若开关S闭合,使CD以(1)问中的最大速度匀速运动,现使其突然停止并保持静止不动,当CD停止下来后,通过导体棒CD的总电量; (3)若开关S断开,在力F作用下,CD由静止开始作加速度a=5m/s2的匀加速直线运动,请写出电压表的读数U随时间t变化的表达式. |
◎ 答案
(1)CD以最大速度运动时做匀速直线运动:即: F=BIL I=
得:vm=
(2)CD以25m/s的速度匀速运动时,电容器上的电压为UC,则有: Uc=
电容器下极板带正电 电容器带电:Q=CUC=4×10-3A. CD停下来后,电容通过MP、CD放电,R与CD棒并联,则通过CD的电量为: QCD=
(3)电压表的示数为:U=IR=
因为金属杆CD作初速为零的匀加运动,v=at, 所以:U=
代入得 U=0.4t(V),即电压表的示数U随时间均匀增加 答: (1)若开关S闭合,力F恒为0.5N,CD运动的最大速度是25m/s; (2)当CD停止下来后,通过导体棒CD的总电量是3.2×10-3C; (3)电压表的读数U随时间t变化的表达式是U=0.4t(V). |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2mF,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不…”主要考查了你对 【电容的定义式】,【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。- 最新内容
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