如图甲所示,一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m,NQ两端连接阻值R=3.0Ω的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平

◎ 题目

如图甲所示,一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m,NQ两端连接阻值R=3.0Ω的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平面间的夹角θ=300。一质量m=0.20kg,阻值r=0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=0.60kg的重物相连。细线与金属导轨平行。金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示,已知金属棒在0~0.3s内通过的电量是0.3~0.6s内通过电量的1/3,g=10m/s2,求:

(1)金属棒的最大加速度
(2)磁感应强度的大小
(3)0~0.3s内棒通过的位移;
(4) 金属棒在0~0.6s内产生的热量。

◎ 答案

(1)(2)(3)0.35m(4)

◎ 解析

(1)

(2)

(3)0.3~0.6s内通过的电量
0~0.3s内通过的电量是,又
则x1==0.35m
(4)金属棒在0~0.6s内的总位移     

得到Q=2.1J
金属棒在0~0.6s内产生的热量
本题考查电磁感应与牛顿第二定律的结合问题,在一开始分析受力求出加速度,根据电量公式,分析两个过程电荷量关系,求出位移关系,由动能定理求出回路产生的焦耳热,由能量分配确定金属棒的焦耳热

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m,NQ两端连接阻值R=3.0Ω的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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