题目内容
【题目】如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接阻值为R=0.40 Ω的电阻,质量为m=0.01 kg、电阻为r=0.30 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图所示,图象中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g=10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响),求:
(1) ab棒1.5 s-2.1s的速度大小及磁感应强度B的大小;
(2)金属棒ab在开始运动的1.5 s内,通过电阻R的电荷量;
(3)金属棒ab在开始运动的1.5 s内,电阻R上产生的热量。
【答案】(1) v=7 m/s B=0.1 T (2) q=0.67 C (3)0.26 J
【解析】
(1)金属棒在AB段匀速运动,由题中图象得:
v==7 m/s
根据欧姆定律可得:
I=
根据平衡条件有
mg=BIL
解得:
B=0.1T
(2)根据电量公式:
q=Δt
根据欧姆定律可得:
=
磁通量变化量
ΔΦ=B
解得:
q=0.67 C
(3)根据能量守恒有:
Q=mgx-mv2
解得:
Q=0.455 J
所以
QR=Q=0.26 J
答:(1) v=7 m/s B=0.1 T (2) q=0.67 C (3)0.26 J
练习册系列答案
相关题目