如图所示,光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L="l"m,与水平夹角为=30o,导轨上端用导线CE连接(导轨和连接线电阻不计),导轨处在磁感应强度为B=0.1T、方向垂直于导轨平面向
◎ 题目
如图所示,光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L="l" m,与水平夹角为=30o,导轨上端用导线CE连接(导轨和连接线电阻不计),导轨处在磁感应强度为B=0.1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一根电阻为R=1的金属棒MN两端有导电小轮搁在两导轨上,棒上有吸水装置P。取沿导轨向下为x轴正方向,坐标原点在CE中点,开始时棒处在x=0位置(即与CE重合),棒的起始质量不计。当棒自静止起下滑时,便开始吸水,质量逐渐增大,设棒质量的增大与位移x的平方根成正比,即m=,k为一常数,k=0.1kg/m1/2。求: (1)金属棒下滑2 m位移过程中,流过棒的电荷量是多少? (2)猜测金属棒下滑过程中做的是什么性质的运动,并加以证明。 (3)金属棒下滑2 m位移时速度为多大? |
◎ 答案
(1)0.2C.(2)猜测金属棒下滑过程中做的是做匀加速运动,证明如上.(3)4.33m/s. |
◎ 解析
试题分析:(1)金属棒下滑1m过程中,流过棒的电量为 (2)由于棒从静止开始运动,因此首先可以确定棒开始阶段做加速运动,然后通过受力分析,看看加速度可能如何变化.如图所示,棒在下滑过程中沿导轨方向有向下的重力分力mgsinθ 和向上的安培力F.由于m随位移x增大而增大,所以,mgsinθ是一个变力;而安培力与速度有关,也随位移增大而增大,如果两个力的差值恒定,即合外力是恒力的话,棒有可能做匀加速运动. 假设棒做的是匀加速运动,且设下滑位移x时的加速度为ax,根据牛顿第二定律,有mgsinθ-F=max, 而安培力F=BIL=,所以;假设棒做匀加速直线运动,则瞬时速度v=,由于m=k,代入后得:kgsinθ- 则得kgsinθ-,① 从上述方程可以看出的解ax是一个定值,与位移x无关,这表明前面的假设成立,棒的运动确实是匀加速直线运动.若ax与位移x有关,则说明ax是一个变量,即前面的假设不成立. (3)为了求棒下滑2m时的速度,应先求出棒的加速度.将题目给出的数据代①式得到 0.1×10×- 化简得 10a+令y=,则得 y2+y-50=0 解得,a=4.69m/s2 根据匀变速运动规律,v==4.33m/s |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L="l"m,与水平夹角为=30o,导轨上端用导线CE连接(导轨和连接线电阻不计),导轨处在磁感应强度为B=0.1T、方向垂直于导轨平面向…”主要考查了你对 【电磁感应现象的综合应用】 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
- 相关内容
- 网友推荐
- 图文推荐
上一篇:如图(甲)所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.有质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处.磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直.先
下一篇:青藏铁路刷新了一系列世界铁路的历史纪录,青藏铁路火车上多种传感器运用了电磁感应原理,有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车位置和运动状态,原理是将能产生匀
零零教育社区:论坛热帖子
[家长教育] 妇产科专家告诉你:到底多大年龄,才算高龄产妇?不妨提前了解下 (2023-03-11) |
[高考] 2022 西安电子科技大学《软件工程》大作业答案 (2022-04-25) |
[家长教育] 孩子为什么会和父母感情疏离? (2019-07-14) |
[教师分享] 给远方姐姐的一封信 (2018-11-07) |
[教师分享] 伸缩门 (2018-11-07) |
[教师分享] 回家乡 (2018-11-07) |
[教师分享] 是风味也是人间 (2018-11-07) |
[教师分享] 一句格言的启示 (2018-11-07) |
[教师分享] 无规矩不成方圆 (2018-11-07) |
[教师分享] 第十届全国教育名家论坛有感(二) (2018-11-07) |