题目内容
(2011?南昌模拟)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s2.试求
(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
时间t(s) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 |
下滑距离s(m) | 0 | 0.1 | 0.3 | 0.7 | 1.4 | 2.1 | 2.8 | 3.5 |
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
分析:从下滑的距离与时间的关系中找到棒的运动情况和速度,再由功率的表达式来计算0.7s时的瞬时功率;棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,根据动能定理求得安培力做功,再去求得产生的热量.根据金属棒处于平衡状态下,求出磁感应强度与长度的乘积,从而算出在0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
解答:解:(1)由表格中数据可知:金属棒先做加速度减小的加速运动,最后以7m/s匀速下落
PG=mgv=0.01×10×7=0.7W
(2)根据动能定理:WG+W安=
mvt2-
mv02
W安=
mvt2-
mv02-mgh=
×0.01×72-0.01×10×3.5=-0.105J
QR=
E电=
×0.105=0.06 J
(3)当金属棒匀速下落时,G=F安
则有mg=BIL=
解得:BL=
=0.1
电量q=It=
=
=0.2C
答:(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率为0.7W;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量0.06J;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量0.2C.
PG=mgv=0.01×10×7=0.7W
(2)根据动能定理:WG+W安=
1 |
2 |
1 |
2 |
W安=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
QR=
R |
R+r |
4 |
7 |
(3)当金属棒匀速下落时,G=F安
则有mg=BIL=
B2L2v |
R+r |
解得:BL=
m |
电量q=It=
△Φ |
R+r |
BLs |
R+r |
答:(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率为0.7W;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量0.06J;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量0.2C.
点评:电磁感应中导体切割引起的感应电动势在考试中涉及较多,应明确受力分析、功能关系等的灵活应用,注意表格中物理量数据的处理分析.
练习册系列答案
相关题目