如圖所示,AB和CD是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,其間距為l,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量為M,垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放,在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端.(金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計(jì))求:

(1)EF棒下滑過(guò)程中的最大速度.

(2)EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過(guò)程中,有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能?

 

【答案】

(1) (2) Fs-2.

【解析】(1)如圖所示,當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過(guò)程中,受力情況如圖所示.

安培力:F=BIl= l

根據(jù)牛頓第二定律:a=

所以,EF由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng).

當(dāng)a=0時(shí)速度達(dá)到最大值vm

由①式中a=0有:Mgsinθ-=0

vm=

(2)由恒力F推至距BD端s處,棒先減速至零,然后從靜止下滑,在滑回BD之前已達(dá)最大速度vm開始勻速,

設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過(guò)程中,轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律:

Fs-ΔE=

ΔE=Fs-2.

 

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(1)EF棒下滑過(guò)程中的最大速度.
(2)EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過(guò)程中,有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能?

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如圖所示,ab和cd分別是放在變壓器兩側(cè)光滑水平導(dǎo)軌上的導(dǎo)體,cd原來(lái)靜止,通電導(dǎo)線與ab在同一平面內(nèi)(   )

A.ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd一定向右運(yùn)動(dòng) 

B.ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd不可能運(yùn)動(dòng)                        

C.ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd一定向右運(yùn)動(dòng)  

D.ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),一定向左運(yùn)動(dòng).

 

 

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如圖所示,ab和cd分別是放在變壓器兩側(cè)光滑水平導(dǎo)軌上的導(dǎo)體,cd原來(lái)靜止,通電導(dǎo)線與ab在同一平面內(nèi)


  1. A.
    ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd一定向右運(yùn)動(dòng)
  2. B.
    ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd不可能運(yùn)動(dòng)
  3. C.
    ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd一定向右運(yùn)動(dòng)
  4. D.
    ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),一定向左運(yùn)動(dòng)

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A.a(chǎn)b向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd一定向右運(yùn)動(dòng)
B.a(chǎn)b向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd不可能運(yùn)動(dòng)
C.a(chǎn)b向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd一定向右運(yùn)動(dòng)
D.a(chǎn)b向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),一定向左運(yùn)動(dòng).

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