如图所示,倾角为θ=30°、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m,B1=5T的匀强磁场垂直导轨平面向上.
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/01 01:53:24
如图所示,倾角为θ=30°、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m,B1=5T的匀强磁场垂直导轨平面向上.一质量m=1.6kg的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,其电阻r=1Ω.金属导轨上端连接右侧电路,R1=1Ω,R2=1.5Ω.R2两端通过细导线连接质量M=0.6kg的正方形金属框cdef,每根细导线能承受的最大拉力Fm=3.6N,正方形边长L2=0.2m,每条边电阻r0=1Ω,金属框处在一方向垂直纸面向里、B2=3T的匀强磁场中.现将金属棒由静止释放,不计其他电阻及滑轮摩擦,取g=10m/s2.求:
![](http://img.wesiedu.com/upload/0/b4/0b4fedd88e9282c291e6b68340ae68a3.jpg)
(1)电键S断开时棒ab下滑过程中的最大速度vm;
(2)电键S闭合,细导线刚好被拉断时棒ab的速度v;
(3)若电键S闭合后,从棒ab释放到细导线被拉断的过程中棒ab上产生的电热Q=2J,此过程中棒ab下滑的高度h.
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(1)电键S断开时棒ab下滑过程中的最大速度vm;
(2)电键S闭合,细导线刚好被拉断时棒ab的速度v;
(3)若电键S闭合后,从棒ab释放到细导线被拉断的过程中棒ab上产生的电热Q=2J,此过程中棒ab下滑的高度h.
![如图所示,倾角为θ=30°、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m,B1=5T的匀强磁场垂直导轨平面向上.](/uploads/image/z/6384747-3-7.jpg?t=%E5%A6%82%E5%9B%BE%E6%89%80%E7%A4%BA%EF%BC%8C%E5%80%BE%E8%A7%92%E4%B8%BA%CE%B8%3D30%C2%B0%E3%80%81%E8%B6%B3%E5%A4%9F%E9%95%BF%E7%9A%84%E5%85%89%E6%BB%91%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E9%87%91%E5%B1%9E%E5%AF%BC%E8%BD%A8MN%E3%80%81PQ%E7%9B%B8%E8%B7%9DL1%3D0.4m%EF%BC%8CB1%3D5T%E7%9A%84%E5%8C%80%E5%BC%BA%E7%A3%81%E5%9C%BA%E5%9E%82%E7%9B%B4%E5%AF%BC%E8%BD%A8%E5%B9%B3%E9%9D%A2%E5%90%91%E4%B8%8A%EF%BC%8E)
(1)电键S断开时,ab棒沿导轨变加速下滑,速度最大时合力为0,根据物体平衡条件和法拉第电磁感应定律有:mgsinθ-B1IL1=0…①
又:Em=B1L1vm…②
I=
Em
r+R1+R2…③
联解①②③代入数据得:
vm=7m/s…④
(2)闭合S后,ab棒沿导轨下滑切割磁感线,R2与线框cd边及cfed部分组成并联电路,设并联部分电阻为R,细导线刚被拉断时通过ab棒的电流为I1,通过R2的电流为I2,通过金属框部分的电流为I3,则:E=B1L1v…⑤
1
R=
1
R2+
1
r0+
1
3r0…⑥
I1=
E
r+R1+R…⑦
I1=I2+I3…⑧
对金属框,由物体平衡条件有:2Fm-Mg-B2I3L2=0…⑨
联解⑤⑥⑦⑧⑨代入数据得:v=3.75m/s…⑩
(3)当棒下滑高度为h时,棒上产生的热量为Q,R1上产生的热量为Q1,R2及金属框并联部分产生的总热量为Q2,根据能量转化与守恒定律有:mgh=
1
2mv2+Q+Q1+Q2…⑪
由焦耳定律和电路结构关系有:
Q1
R1=
Q2
R=
Q
r…⑫
联解⑪⑫代入数据得:h≈1.02m…⑬
答:(1)电键S断开时棒ab下滑过程中的最大速度是7m/s;
(2)电键S闭合,细导线刚好被拉断时棒ab的速度是3.75m/s;
(3)若电键S闭合后,从棒ab释放到细导线被拉断的过程中棒ab上产生的电热Q=2J,此过程中棒ab下滑的高度1.02m.
又:Em=B1L1vm…②
I=
Em
r+R1+R2…③
联解①②③代入数据得:
vm=7m/s…④
(2)闭合S后,ab棒沿导轨下滑切割磁感线,R2与线框cd边及cfed部分组成并联电路,设并联部分电阻为R,细导线刚被拉断时通过ab棒的电流为I1,通过R2的电流为I2,通过金属框部分的电流为I3,则:E=B1L1v…⑤
1
R=
1
R2+
1
r0+
1
3r0…⑥
I1=
E
r+R1+R…⑦
I1=I2+I3…⑧
对金属框,由物体平衡条件有:2Fm-Mg-B2I3L2=0…⑨
联解⑤⑥⑦⑧⑨代入数据得:v=3.75m/s…⑩
(3)当棒下滑高度为h时,棒上产生的热量为Q,R1上产生的热量为Q1,R2及金属框并联部分产生的总热量为Q2,根据能量转化与守恒定律有:mgh=
1
2mv2+Q+Q1+Q2…⑪
由焦耳定律和电路结构关系有:
Q1
R1=
Q2
R=
Q
r…⑫
联解⑪⑫代入数据得:h≈1.02m…⑬
答:(1)电键S断开时棒ab下滑过程中的最大速度是7m/s;
(2)电键S闭合,细导线刚好被拉断时棒ab的速度是3.75m/s;
(3)若电键S闭合后,从棒ab释放到细导线被拉断的过程中棒ab上产生的电热Q=2J,此过程中棒ab下滑的高度1.02m.
如图所示,倾角为θ=30°、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m,B1=5T的匀强磁场垂直导轨平面向上.
如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为 ,导轨平面与水平面的夹角 =30°,导轨电阻不计,磁
如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN,PQ竖直放置,其宽度L=1m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M 
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距l=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,下端连接“
(2006•南通一模)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不
在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B、范围足够大的匀强磁场中,
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.4
如图1所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=1m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间
平行且足够长的两条光滑金属导轨.相距0.5m,与水平面夹角为30°,不计电阻.广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度