39、

(供选1)如图所示,在置于匀强磁场中的平行金属导轨上,横跨在两导轨间的导体杆MNv=2m/s速度向右移动,已知磁感应强度B=0.5T,方向垂直于导轨平面(纸面)向外,导轨间距离为l=0.6m,电阻R=1.8Ω,导体杆电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计。求:

(1)通过导体电阻R的电流;

(2)电阻R消耗的电功率。

(供选2)如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20 m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10W的电阻.在虚线OOˊ(OOˊ垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50 T.一根质量m=0.10 kg的直金属杆ab垂直于轨道放在两根轨道上.某时刻杆abv0=2.0 m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以a=2.0 m/s2的加速度做匀减速直线运动.杆ab始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触. 杆ab和轨道的电阻均可忽略.

(1)在金属杆ab向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时,水平拉力的功率;

(2)从金属杆ab进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13 J,求此过程中水平拉力做的功.

(1)金属杆刚进入磁场时,速度最大,由可知,此时杆中的感应电流也最大.

当速度减至m/s时,电流为最大值的,即  A

  此时杆ab所受的安培力

N,方向水平向左

设杆ab所受的水平拉力为F,根据牛顿第二定律

F+F = ma

F = ma - F= 0.15 N,方向水平向左

此时施加在杆ab上的水平拉力的功率

= 7.5×10-2 W

  (2)金属杆进入磁场后,一直受到安培力和水平拉力的共同作用而做匀减速直线运动,直至速度为零.设此过程中安培力做功为W,拉力做功为W,则由动能定理得

  

其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q,即-W=Q,所以

= -7.0×10-2 J

 0  160976  160984  160990  160994  161000  161002  161006  161012  161014  161020  161026  161030  161032  161036  161042  161044  161050  161054  161056  161060  161062  161066  161068  161070  161071  161072  161074  161075  161076  161078  161080  161084  161086  161090  161092  161096  161102  161104  161110  161114  161116  161120  161126  161132  161134  161140  161144  161146  161152  161156  161162  161170  447348 

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