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(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;
(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8 W,求該速度的大小;
(3)在上問中,若R=2 Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向.(g取
解析:(1)金屬棒開始下滑的初速為零,根據(jù)牛頓第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma. ①
由①式解得a=10×(0.6-0.25×0.8) m/s2=
(2)設金屬棒運動達到穩(wěn)定時,速度為v,所受安培力為F,棒在沿導軌方向受力平衡
mgsinθ-μmgcosθ-F=0. ③
此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率Fv=P. ④
由③④兩式解得:v= m/s=
(3)設電路中電流為I,兩導軌間金屬棒的長為l,磁場的磁感應強度為B.
I=. ⑥
P=I2R. ⑦
由⑥⑦兩式解得:B=.磁場方向垂直導軌平面向上.
答案:(1)
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圖16-4-17
(1)要使金屬桿獲得60 m/S的穩(wěn)定速度,應對它施加多大的水平力F?
(2)在金屬桿獲得60m/S的穩(wěn)定速度后,若撤去水平力F,那么此刻以后電阻R上還能放出多少熱量?
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖16-4-17所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1 m,導軌平面與水平面成θ=37°角,下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導軌平面垂直,質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.
圖16-4-17
(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;
(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8 W,求該速度的大小;
(3)在上問中,若R=2 Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向.(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖16-4-17所示,在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場的方向垂直于xy平面(紙面)向里.具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi),線框的ab邊與y軸重合.令線框從t=0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動,則線框中的感應電流I(取逆時針方向的電流為正)隨時間t的變化圖線I-t圖可能是圖16-4-18中的( )
圖16-4-17
圖16-4-18
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