如圖所示,平行導軌傾斜放置,傾角θ=370,勻強磁場的方向垂直於導軌平面向上,磁感應強度B=4T,質量為m=2...
問題詳情:
如圖所示,平行導軌傾斜放置,傾角θ=370,勻強磁場的方向垂直於導軌平面向上,磁感應強度B=4T,質量為m=2kg的金屬棒ab垂直放在導軌上,ab與導軌平面間的動摩擦因數μ=0.25。金屬棒ab的電阻r=1Ω,平行導軌間的距離L=1m, R1=R2=18Ω,導軌電阻不計,ab由靜止開始下滑運動x=3.5m後達到勻速。sin370=0.6,cos370=0.8。求:
(1)ab在導軌上勻速下滑的速度多大?
(2)ab勻速下滑時ab兩端的電壓為多少?
(3)ab由靜止到勻速過程中電阻R1產生的焦耳熱Q1為多少?
【回答】
(1)對ab受力分析如圖所示,
由牛頓第二定律,
當a=0時導體棒速度達到最大,勻速運動。
故ab在導軌上勻速下滑時
外電路電阻 ② 電路中總電阻 ③
電路中的電流 ④ 此時的感應電動勢 ⑤
由①③④⑤得:ab在導軌上勻速下滑的速度⑥
(2)將⑥代入⑤的得感應電動勢 ⑦ 將⑦代入④得電路中的電流 ⑧
ab兩端的電壓為路端電壓: ⑨
(3)根據能量守恆定律, ⑩⑪
解得電路中總的焦耳熱 ⑫
由焦耳定律可知: ⑬
外電路產生的焦耳熱 ⑭
外電路中,故,且,解得 ⑮
知識點:未分類
題型:計算題
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