如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、M′N′固定在竖直方向,导轨间距d=0.8m,下端NN′间接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=1.0T的匀强磁场垂直于导轨平面.距下端h=

◎ 题目

如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、M′N′固定在竖直方向,导轨间距d=0.8 m,下端NN′间接一阻值R=1.5 Ω的电阻,磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场垂直于导轨平面.距下端h=1.5 m高处有一金属棒ab与轨道垂直且接触良好,其质量m=0.2 kg,电阻r=0.5 Ω,由静止释放到下落至底端NN′的过程中,电阻R上产生的焦耳热QR=1.05 J.g=10 m/s2.求:

(1)金属棒在此过程中克服安培力所做的功WA
(2)金属棒下滑速度为2 m/s时的加速度a;
(3)金属棒下滑的最大速度vm.

◎ 答案

(1)1.4 J (2)6.8 m/s2 (3)4 m/s

◎ 解析

(1)设棒ab产生的热量为Qr,由于金属棒与电阻的电流相等,由Q=I2Rt,
得QrQR=0.35 J
金属棒克服安培力做的功等于回路中产生的热量,故WA=Qr+QR=1.4 J.
(2)当金属棒的速度v=2 m/s时,E=Bdv,I=,F=BId
再由牛顿第二定律,mg-F=ma
解得a=6.8 m/s2.
(3)在最低位置金属棒的速度最大,由能量守恒定律,得
mgh-WAmv
代入数据,得vm=4 m/s.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、M′N′固定在竖直方向,导轨间距d=0.8m,下端NN′间接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=1.0T的匀强磁场垂直于导轨平面.距下端h=…”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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐