如图所示，足够长的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面．两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的可动金

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，足够长的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面．两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的可动金属棒ab和cd都与导轨始终接触良好，导轨下端连接阻值为1Ω的电阻R，金属棒ab用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为0.64N．现让cd棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断时，此过程中电阻R上产生的热量为0.2J，求：
（1）此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qab和Qcd；
（2）细绳被拉断瞬时，cd棒的速度v．
（3）细绳刚要被拉断时，cd棒下落的高度h．
魔方格

◎ 答案

（1）由焦耳定律，得   Q=I2Rt
     又由电路串并联规律得 Iab：Icd：IR=2：3：1
     则Qab=2QR=0.4J   Qcd=
9
2
QR=0.9J
此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qab=0.4J，Qcd=0.9J
（2）当ab棒被拉断瞬间有 F+mg-Tm=0
        F=BIL    
       由欧姆定律得，I=
E
R 总
×
2
3

         R总=r+
rR
r+R
=
5
6
Ω
        由电磁感应定律，得：E=BLv
              v=1.875m/s
细绳被拉断瞬时，cd棒的速度1.875m/s
      （3）cd棒下落过程由能量守恒得
         mgh=
1
2
mv2+Qab+Qcd+QR
        则   h≈3.926m
细绳刚要被拉断时，cd棒下落的高度为3.926m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，足够长的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面．两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的可动金…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】，【能量守恒定律、第一类永动机】  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。

知识点 相距 下落 足够 串并联
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