如图所示,MN、PQ是两根足够长的平行光滑导轨,两导轨间距为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,两导轨间垂直于导轨平面有斜向上的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨MP端连有一阻值

◎ 题目

如图所示,MN、PQ是两根足够长的平行光滑导轨,两导轨间距为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,两导轨间垂直于导轨平面有斜向上的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨MP端连有一阻值为R的电阻,其余电阻不计.若将一垂直于导轨,质量为M的金属棒CD在距NQ端为S处由静止释放,则CD棒滑至底端前,会经历加速运动和匀速运动两个阶段.今用大小为F,方向沿斜面向上的恒力把CD棒从NQ由静止开始推至距NQ端为S处,撤去恒力F,棒CD最后又回到NQ端.
求CD棒自NQ出发至又回到NQ端的整个过程中,有多少电能通过电阻R转化成内能?
魔方格

◎ 答案

因导轨无摩擦,将CD从NQ推至S高出,然后又回到出发点,在这过程中由功能关系:
FS=Q+
1
2
m
v2m

其中Q是转化为内能的电能,为下滑最后阶段匀速运动的速度.
匀速下滑时,重力的功率与电功率相等,即:mgsinθ?vm=
(BLvm)2
R

联立以上两个公式解得:Q=FS-
m3g2R2sin2θ
2B4L4

答:有Q=FS-
m3g2R2sin2θ
2B4L4
电能通过电阻R转化成内能.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,MN、PQ是两根足够长的平行光滑导轨,两导轨间距为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,两导轨间垂直于导轨平面有斜向上的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨MP端连有一阻值…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  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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