在商店里买布,特别是花布,为了看准颜色,往往把布拿到太阳光下观察,而不是在日光灯下看,这是为什么?

◎ 题目

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1 m。导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直且保持良好接触,它们间的动摩擦因数为0.25。
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8 W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2 Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。

◎ 答案

解:(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma,可得:a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4 m/s2
(2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡
mgsinθ-μmgcosθ-F=0,将上式代入即得F=ma=0.2×4 N=0.8 N
此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率P=Fv
所以v=m/s=10 m/s
(3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为L,磁感应强度为B
I=,P=I2R,可解得:B=T=0.4 T,磁场方向垂直导轨平面向上

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“在商店里买布,特别是花布,为了看准颜色,往往把布拿到太阳光下观察,而不是在日光灯下看,这是为什么?…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】,【功率】,【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。

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