小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示,兩根平行金屬導軌相距l=0.50m,傾角θ=53°,導軌上端串接一個0...
問題詳情:
小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示,兩根平行金屬導軌相距l=0.50m,傾角θ=53°,導軌上端串接一個0.05 Ω的電阻。在導軌間長d=0.56m的區域內,存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度B=2.0 T。質量m=4.0kg的金屬棒CD水平置於導軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區域的下邊界相距s=0.24m。一位健身者用恆力F=80N拉動GH杆,CD棒由靜止開始運動,上升過程中CD棒始終保持與導軌垂直。當CD棒到達磁場上邊界時健身者鬆手,觸發恢復裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s,sin53°=0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質量)。求
(1)CD棒進入磁場時速度v的大小;
(2)CD棒進入磁場時所受的安培力的大小;
(3)在拉昇CD棒的過程中,健身者所做的功W和電阻產生的焦耳熱Q。
【回答】
(1)2.4m/s(2)48N(3)64J;26.88J
考點:法拉第電磁感應定律;牛頓第二定律;功
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:計算題
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