题目内容
如图甲所示,一对足够长的平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,左端之间用R=3Ω的电阻连接,轨道的电阻忽略不计.一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静置于两轨道上,并与两轨道垂直.整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移x间的关系如图乙所示.当拉力达到最大时,导体杆恰好开始做匀速运动.当位移x=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离△x后停下,已知在滑行△x的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J.求:
(1)拉力F作用过程中,通过电阻R上的电量q;
(2)导体杆运动过程中的最大速度vm;
(3)拉力F作用过程中,回路中产生的焦耳热Q.
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140610/2014061023041730111341.png)
(1)拉力F作用过程中,通过电阻R上的电量q;
(2)导体杆运动过程中的最大速度vm;
(3)拉力F作用过程中,回路中产生的焦耳热Q.
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140610/2014061023041730111341.png)
(1)设拉力F作用过程中,在△t时间内磁通量变化量为△?,平均电流为I,平均电动势为E,通过电阻R的电量为q,则:
q=I△t
I=
E=
=
∴q=
=1.25C
(2)撤去外力后,杆的动能转化为焦耳热,则:
=
=
由能量守恒定律得:
-QR+Qr
解得:vm=8m/s
(3)运动过程中,拉力最大与安培力平衡,故:
Fm=BImL=
=8N
由图象得拉力所做总功为:
WF=18J
由能量守恒定律得,回路中产生的焦耳热Q为:
Q=WF-
=2J
答:(1)通过电阻R上的电量1.25C
(2)最大速度8m/s
(3)回路中产生的焦耳热2J
q=I△t
I=
E |
R+r |
E=
△? |
△t |
BLx |
△t |
∴q=
BLx |
R+r |
(2)撤去外力后,杆的动能转化为焦耳热,则:
QR |
Qr |
R |
r |
3 |
1 |
由能量守恒定律得:
1 |
2 |
mv | 2m |
解得:vm=8m/s
(3)运动过程中,拉力最大与安培力平衡,故:
Fm=BImL=
B2L2vm |
R+r |
由图象得拉力所做总功为:
WF=18J
由能量守恒定律得,回路中产生的焦耳热Q为:
Q=WF-
1 |
2 |
mv | 2m |
答:(1)通过电阻R上的电量1.25C
(2)最大速度8m/s
(3)回路中产生的焦耳热2J
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目