摘要:12.如图所示.两根光滑的平行金属导轨MN.PQ处于同一水平面上.相距L=0.5 m.导轨的左端用R=3 Ω的电阻相连.导轨的电阻不计.导轨上跨接一电阻r=1 Ω的金属杆.其质量m=0.2 kg.整个装置放在竖直向下的磁感应强度B=2 T的匀强磁场中.现对金属杆施加一水平向右的拉力F=2 N.使之由静止开始运动.求: (1)金属杆运动的最大速度vm是多少? (2)若已知金属杆从静止开始运动到最大速度的过程中.电阻R上共产生热量QR=10.2 J.此过程持续的时间t为多长? (3)若金属杆达到最大速度后撤去拉力F.金属杆还能在导轨上骨行的距离x是多少? 解析:当杆速度达到最大时.拉力F与其受到的安培力FA大小相等.方向相反.有F=FA= 代入相关数据得vm=8 m/s. (2)设杆由静止开始运动到最大速度的过程中运行距离为s.金属杆产生的热量为Qr.有QR/Qr=R/r.解得Qr=3.4 J 由功能关系得:Fs=mv+QR+Qr 对杆由动量定理得:Ft-IA=mvm 其安培力的冲量IA=BL=.由以上几式解得t=2.05 s. (3)撤去拉力F后.杆受到的合外力即为安培力.在以后的运动过程中对杆由动量定理得: I′A=mvm.即BL=mvm 代入相关数据解得x=6.4 m.
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(1)杆能达到的最大速度为多大?最大加速度为多大?
(2)杆的速度达到最大时,a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?
(3)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,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长?
(4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?
(1)说明外力F的方向和简单描述杆的运动.
(2)试求从杆开始运动后的2s内通过电阻R的电量.
(1)当杆的速度为3m/s时,杆的加速度多大?
(2)杆能达到的最大的速度多大?此时拉力的瞬时功率多大?
(3)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?