题目
题型:不详难度:来源:
(1)指出在运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒受到的安培力方向;
(2)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;
(3)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(4)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象.
答案
(1)在运动过程中ab棒中的电流方向向左(b→a),cd棒受到的安培力方向垂直于纸面向里.
(2)经过时间t,金属棒ab的速率v=at
此时,回路中的感应电流为I=
E |
R |
BLv |
R |
对金属棒ab,由牛顿第二定律得F-BIL-m1g=m1a
由以上各式整理得:F=m1a+m1g+
B2L2 |
R |
在图线上取两点:t1=0,F1=11N;t2=2s,F2=14.6N,
代入上式得a=1m/s2 B=1.2T
(3)在2s末金属棒ab的速率vt=at=2m/s
所发生的位移s=
1 |
2 |
由动能定律得WF-m1gs-W安=
1 |
2 |
又Q=W安
联立以上方程,解得Q=WF-mgs-
1 |
2 |
1 |
2 |
(4)cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时,速度达到最大;后做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止运动.
当cd棒速度达到最大时,有m2g=μFN
又FN=F安 F安=BIL I=
E |
R |
BLvm |
R |
整理解得t0=
m2gR |
μB2L2a |
0.27×10×1.8 |
0.75×1.22×1.52×1 |
fcd随时间变化的图象如图(c)所示.
答:
(1)在运动过程中ab棒中的电流方向(b→a),cd棒受到的安培力方向垂直于纸面向里.
(2)磁感应强度B的大小为1.2T,ab棒加速度大小为1m/s2 .
(3)已知在2s内外力F做功40J,这一过程中两金属棒产生的总焦耳热是18J;
(4)cd棒的运动情况是:cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时,速度达到最大;后做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止运动.cd棒达到最大速度所需的时间t0是2s.在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象如图所示.
核心考点
试题【相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)列车在运动过程中金属框产生的最大电流;
(2)列车能达到的最大速度;
(3)简述要使列车停下可采取哪些可行措施?
(1)ab杆的加速度a;
(2)当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小.
(1)求t=0时刻线圈的电功率;
(2)线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热和穿过磁场过程中外力F所做的功分别为多少?
(3)若线圈的面积为S,请运用牛顿第二运动定律和电磁学规律证明:在线圈进人磁场过程中v0-v1=
B2LS |
mR |
为理想电流表,导轨与杆接触良好,各自的电阻忽略不计,整个装置处于磁感应强度大小为0.5T,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中.现用水平外力F拉ab向右运动,使电流表示数恒为0.5A.
(1)求t=2s时电容器的带电量
(2)说明金属杆做什么运动
(3)求t=2s时外力做功的功率.
(1)每个线圈相对传送带滑动的距离;
(2)每个线圈通过磁场区域产生的焦耳热;
(3)传送带传送线圈的总功率.
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