题目内容
如所示,传送带的两条边是电阻不计的金属丝,两条边的中间用n根阻值为r、长为L的电阻丝焊接起来。每两根电阻丝之间间隔距离也为L,整根传送带的质量为M。蹄形磁铁两极间的匀强磁场部分的宽度恰为L(两极正对区域以外磁场的影响可忽略),磁感应强度为B。传送带紧紧地套在两个轻质绝缘轮轴P、Z上,在 P轮轴的多余部分上绕有不可伸长的细线,细线的自由端挂有一个质量为m的物体C。开始时整个装置静止,现由静止释放物体C,C竖直下落带动P轮轴转动,使得整根传送带运动起来。当C下降距离为h时开始匀速运动。设绳足够长,轴的转动摩擦不计,求:(1)C匀速运动时轮轴P对传送带的静摩擦力f;
(2)在磁场中运动的电阻丝中的最大感应电流I;
(3)电阻丝运动产生的最大感应电动势E;
(4)在物体C下降h的过程中,传送带中产生的总热量Q。
(1)设轮轴半径为r,细线对轮轴P的拉力为T,轮轴力矩平衡有: Tr=fr,因此有f=T=mg(2)F安= f =mg=BIL 因此I= (3)E= I( r + )= (4)BLvm= E ∴vm= 能量守恒 mgh=m vm 2+ M vm 2+Q ∴Q= mgh -
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