题目内容
如图所示,a1c1d1和a2c2d2为在同一水平平面内的平行金属导轨,距离为l。在直线c1c2所在竖直平面的左侧空间存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向竖直向下。N1N2与X1X2为两根用不可伸和的绝缘轻线相连的金属杆,质量分别为m1和m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。把N1N2杆用不可伸长的绝缘轻线跨过一定滑轮(摩擦不计)悬挂一质量为M的物体A。当两杆运动到图示位置时,两杆均加速向右运动,加速度的大小为a,此时两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。求:(1)此时作用于物体A的重力的功率;
(2)此时回路电阻R上的热功率。
(20分)解:设此时杆向右运动的速度为v,跨过定滑轮的绳中的张力为T,因杆的运动切割磁力线,由法拉第由磁感应定律,回路中的感应电动势的大小:E=Blv…………2′ 回路中的电流I=
电流沿X2→X1→N1→N2方向.…………………………2′ 作用于杆X1X2的安培力为:f=BlI,方向水平向左。…………………………2′ 因为杆做加速运动,根据牛顿第二定律有:T+f=(m1+m2)a……………………2′ Mg-T=Ma…………………………………………………………………………2′ 解以上各式,得:
……………………………………………………1′
…………………………………………………1′ (1)此时作用于物体A的重力的功率的大小为: P=Mgv………………………………………………………………2′
………………………………2′ (2)此时回路电阻上的热功率 Q=I2R………………………………………………………………2′ Q=
……………………………………2′
练习册系列答案
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