题目内容
(12分)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为s时,速度达到最大值vm.求:
(1)金属棒开始运动时的加速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热.
(1)金属棒开始运动时的加速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热.
见解析
本题考查牛顿第二定律的应用,金属棒开始下滑时没有切割磁感线,只有重力沿斜面向下的分力提供加速度,当导体棒匀速下滑时,所受安培力水平向右,由受力平衡可求得安培力,由公式F=BIL和欧姆定律可求得磁感强度B的大小,焦耳热可根据功能关系求解,重力做功转化为焦耳热和动能
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