题目内容
(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:
(1)杆能达到的最大速度多大?
(2)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中金属杆ab的位移多大?
(3)接(2)问,此过程中流过电阻R的电量?经历的时间?
【答案】
(1) v=
(2)s=10m
(3)t =2.05s
【解析】(1)由题意得:, , v=……(4分)
(2)由 Q=3.4J........................(2分)
FS=, 代入得:s=10m............(4分)
(3)电量q=.............(3分)
该过程由动量定理:FLqBL=mv0 得t =2.05s................(3分)
练习册系列答案
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如图所示,两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨下端接有电阻R,匀强磁场垂直于斜面向上,质量为m的导体棒放在导轨上,并在沿斜面向上的恒力F作用下匀速向上滑,导轨及导体棒的电阻均可忽略.则对导体棒上升高度h的过程中的分析其中正确的是( )
A、合外力对导体棒所做的功为零 | B、合外力对导体棒所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和 | C、克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 | D、恒力F所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和 |
如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场.导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是( )
A、拉力做的功等于棒的机械能的增量 | B、作用在金属棒上各力的合力做功为零 | C、拉力与棒受到的磁场力的合力为零 | D、拉力做的功等于该金属棒重力势能的增量与回路产生的热量之和 |