【2012?湖南模拟】如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为的电阻。匀强磁场大小、方向与导轨平面垂直

◎ 题目

【2012? 湖南模拟】如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为的电阻。匀强磁场大小、方向与导轨平面垂直.质量为、电阻的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25(已知,取g=10m/s2) 。

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压Uab为多少;
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时,机械能转化为电能的效率是多少(保留2位有效数字)。

◎ 答案

(1) 4m/s2   (2)           (3)

◎ 解析

(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:
                        ①  
由①式解得=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2      ②   
(2)设金属棒运动达到稳定时速度为,棒在沿导轨方向受力平衡
    ③       
由欧姆定律有:                       ④       
                       ⑤       
由③④⑤代入数据解得:              
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时,装置的电功率  
装置的机械功率                    
机械能转化为电能的效率                        
代入数据解得:                          

◎ 知识点

    专家分析,试题“【2012?湖南模拟】如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为的电阻。匀强磁场大小、方向与导轨平面垂直…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  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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