(19分)如题25图所示,固定的倾角为=450、间距为L的光滑金属直杆ce和c'e'与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a'b'c'分别相切于c和c'点,两切点与对应圆心连线与竖直方

◎ 题目

(19分)如题25图所示,固定的倾角为= 450、间距为L的光滑金属直杆cec'e'与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abca'b'c'分别相切于cc'点,两切点与对应圆心连线与竖直方向夹角也为= 450a点和a' 点分别是两圆弧竖直最高点,e点和e'点间用导线连接阻值为R的电阻,在两直杆间cc'dd'平面区域内有与其垂直的磁场(图中未画出),磁感应强度分布B = B0 sin(),式中x为沿直杆向下离开边界dd'的距离,且.现
有一长度为L、电阻为R的导体棒在外力F(图中来画出)作用下,以速度v0从磁场边界dd'沿直杆向下匀速通过磁场,到达边界cc'时撤去外力F,导体棒能沿圆弧轨道恰好通过最高处aa' 金属杆电阻、空气阻力不计,重力加速度为g.试求:
(1)导体棒恰好通过圆弧轨道最高处aa' 时的速度大小v
(2)导体棒匀速运动时的速度v0
(3)导体棒通过磁场过程中,导体棒上增加的内能.

◎ 答案

(1)
(2)
(3)

◎ 解析


(1)设导体棒质量为m,恰好通过圆弧轨道最高处时,有(3分)
                                                (2分)
(2)导体棒从边界到最高处过程中,由机械能守恒定律得:
                               (3分)
解得:                                     (2分)
(3)导体棒匀速通过磁场区域历时                          (2分)
产生的感应电动势  属于正弦交流电(1分)
电流的最大值为                (2分)
电流的有效值为                  (2分)
导体棒增加的内能              (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(19分)如题25图所示,固定的倾角为=450、间距为L的光滑金属直杆ce和c'e'与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a'b'c'分别相切于c和c'点,两切点与对应圆心连线与竖直方…”主要考查了你对  【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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