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...
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。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。
【回答】
(1)設ab杆下滑到某位置時速度為,則此時
杆產生的感應電動勢 (2分)
迴路中的感應電流 (1分)
杆所受的安培力 (1分)
根據牛頓第二定律 有: (2分)
當速度時,杆的加速度最大,最大加速度,方向沿導軌平面向下(2分)
(2)由(1)問知,當杆的加速度時,速度最大,
最大速度,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
(2分)
又 (2分)
所以 (1分)
知識點:專題八 電磁感應
題型:多項選擇
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