题目内容
处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接电阻或电容器.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度的大小B=2T,质量为0.02 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触。若将下端连接阻值为R=20Ω的电阻,如图13所示,(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1) 当金属棒下滑速度达到稳定时,求该速度的大小.
(2) 当金属棒下滑速度达到0.4m/s时,求加速度的大小.
(3) 若将下端连接的电阻换成电容为C=10000μF的电容器,求金属棒下滑的加速度.
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解:(1)当金属棒速度稳定时:![]()
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(2)当速度v1=0.4m/s时:![]()
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(3)换成电容器时t时刻棒的速度为v,则棒产生的电动势和电容器充电电量![]()
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在
内电量变化为![]()
故![]()
则![]()
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练习册系列答案
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| A、金属棒沿导轨由静止开始下滑时加速度a大小为4m/s2 | B、金属棒下滑速度达到稳定时,此时金属棒速度v的大小为10m/s | C、磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度B大小为0.4T | D、金属棒由静止到稳定过程中电阻R 产生的热量为1.5J |