题目内容
【题目】如图所示,有一倾角、间距
的足够长平行金属导轨
、
底端接有阻值
的电阻,质量
的金属棒
垂直导轨放置.建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x.在导轨间区域,有垂直导轨平面向上的磁场,磁场大小沿x轴方向变化满足
关系.从
时刻起,棒
在外力F作用下,从
沿斜面向上运动至
处,其速度v与位移x的关系满足
.棒
始终保持与导轨垂直,不计其它电阻,不计所有摩擦.重力加速度g取
.求(提示:可用
图象下的“面积”来代表力F做的功):
(1)棒运动至
处时,两端电势差
及电阻R消耗的电功率P;
(2)外力F在此运动过程中所做的功;
(3)外力F在此运动过程中的平均功率.
【答案】(1) 0.1V 0.1W (2)﹣0.976J (3)﹣4.07W
【解析】
(1)棒ab运动至x2处时,两端电势差:
Uab=B1lv1=2x1l=0.1V
根据电功率的计算公式可得:
(2)根据动能定理可得:WF﹣WG﹣WA=
其中:
WG=mgsinθ(x2﹣x1)=0.2J
安培力:
安培力做功为:
联立可得:
WF=﹣0.976J
(3)根据闭合电路欧姆定律可得回路的电流:
因为电流恒定,则:I2R△t=WA
解得:
△t=0.24s
平均功率为:
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
练习册系列答案
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,最终停在水平面上。从
时刻开始,每隔0.1s通过速度传感器测量出物体的瞬时速度,物体运动过程中的部分测量数据如下表所示。已知
,
。求:
… | 0.3 | … | 1.6 | 1.7 | 1.8 | … | |
… | 1.8 | … | 3.0 | 2.5 | 2.0 | … |
(1)力的大小;
(2)物体运动过程中获得的最大动能;
(3)整个运动过程中物体克服摩擦力所做的功。