如图所示,宽L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上、导轨的倾角θ=30°.一根质量m=0.2Kg,电阻R=lΩ的
◎ 题目
如图所示,宽L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上、导轨的倾角θ=30°.一根质量m=0.2Kg,电阻R=lΩ的金属棒ab垂直于导轨放置.现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在直棒ab上.使ab棒由静止开始沿导轨向上运动,运动中ab棒始终与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度g取10m/s2.求: (1)若牵引力恒定,请定性画出ab棒运动的v-t图象; (2)若牵引力的功率P恒为12W,则ab棒运动的最终速度v为多大? (3)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力,从撤去牵引力到ab棒的速度为 零,通过ab棒的电量q=0.72C,则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大? |
◎ 答案
(1)ab棒先做加速度逐渐减小的加速运动,即图线的斜率逐渐减小,最终做匀速直线运动,即图线与时间轴平行,v-t图象如图所示. (2)当以恒定功率牵引ab棒时,P=Fv…① I=
F安=BIL…③ F-(mgsinθ+F安)=0…④ 代入数据得:v=3m/s(v=-4m/s舍去)…⑤ (3)设撤去F后ab棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为S,通过ab的电荷量q=
又
△φ=BLS…⑨ 联立⑥⑦⑧⑨各式得:S=
答:(1)若牵引力恒定,定性画出ab棒运动的v-t图象如图; (2)若牵引力的功率P恒为12W,则ab棒运动的最终速度v为3m/s; (3)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力,从撤去牵引力到ab棒的速度为零,通过ab棒的电量q=0.72C,则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S为0.72m. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,宽L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上、导轨的倾角θ=30°.一根质量m=0.2Kg,电阻R=lΩ的…”主要考查了你对 【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。- 最新内容
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