如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻...

來源:國語幫 1.6W

問題詳情:

 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MNPQ與水平面的夾角為θ NQ兩點間接有阻值為R的電阻。整個裝置處於磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向下。將質量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導軌上,杆ab由靜止釋放,下滑距離x時達到最大速度。重力加速度為g,導軌電阻不計,杆與導軌接觸良好。求:

⑴杆ab下滑的最大加速度;

⑵杆ab下滑的最大速度;

⑶上述過程中,杆上產生的熱量。

 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻...

【回答】

 (1)設ab杆下滑到某位置時速度為 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第2張,則此時

  杆產生的感應電動勢 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第3張                 (2分)

  迴路中的感應電流 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第4張                  (1分)

  杆所受的安培力 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第5張                     (1分)

根據牛頓第二定律 有: 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第6張 (2分)

  當速度 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第7張時,杆的加速度最大,最大加速度 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第8張,方向沿導軌平面向下(2分)

(2)由(1)問知,當杆的加速度 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第9張時,速度最大,

最大速度 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第10張,方向沿導軌平面向下 (2分)

(3)ab杆從靜止開始到最大速度過程中,根據能量守恆定律 有

 如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第11張                           (2分)

又   如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第12張                                               (2分)

所以  如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ,N、Q兩點間接有阻值為R的電阻... 第13張            (1分)

知識點:專題八 電磁感應

題型:多項選擇

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