题目内容
如图所示,质量为m,阻值为R的导体棒ab垂直放在光滑足够长的U形导轨的底端,U形导轨的顶端连接一个阻值为R的电阻,导轨平面与水平面成角,整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中.现给导体棒沿导轨向上的初速度,在导体棒上升到最高点的过程中电阻上产生了的热量,返回过程中,导体棒在到达底端前已经做匀速运动,速度大小为.导轨电阻不计,重力加速度为g.求:
(1)导体棒从开始运动到返回底端的过程中,回路中产生的电热;
(2)导体棒上升的最大高度.
(3)导体棒在底端开始运动时的加速度大小;
.(1)(2)(3)
解析试题分析:(1)根据能量守恒定律,得 ①
(2)设上升的最大高度为h,由动能定理
②
电阻R上产生的热量为,导体棒与电阻的阻值相等,则整个回路上升过程中产生的热量为2, ③
(3)在底端,设棒上电流为I,加速度为a,由牛顿第二定律,则:
④
由欧姆定律,得 ⑤
⑥
∵棒到达底端前已经做匀速运动
⑦
以上方程联立可得
考点:此题为综合性题目,考查法拉第电磁感应定律及能量守恒定律、牛顿第二定律、动能定理等知识点。同时考查学生综合运用知识的能力。
练习册系列答案
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如图所示,水平传送带长为L,始终以速度v保持匀速运动,把质量为m的货物无初速地放到A点,当货物运动到AC的中点B时速度恰为v,而后被传送到C点。货物与皮带间的动摩擦因数为μ,则货物从A点到C点的过程中
A.摩擦力对货物做的功为 |
B.摩擦力对货物做功的平均功率为 |
C.传送带克服摩擦力做功为 |
D.传送带克服摩擦力做功的平均功率为 |