题目内容
如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为L,导轨平面与水平面的夹角为θ。整个装置处在磁感应强度为B的,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。AC端连有阻值为R的电阻。若将一质量M,垂直于导轨的金属棒EF在距BD端S处由静止释放,在金属棒EF滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。今用大小为F,方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止拉至距BD端S处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端。求:
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(1)金属棒EF下滑过程中的最大速度
(2)金属棒EF从BD端出发又回到BD端的整个过程中,产生的内能是多少(金属棒、导轨的电阻均不计)
【答案】
(1)由
得 vm=![]()
(2)由恒力F推至距BD端s处,棒先减速至零,然后从静止下滑,在滑回BD之前已达最大速度vm开始匀速.
设EF棒由BD从静止出发到再返回BD过程中,转化成的内能为ΔE.根据能的转化与守恒定律:
Fs-Q=
Mvm2 Q=Fs-
M(
)2
【解析】(1)由
得 vm=![]()
(2)由恒力F推至距BD端s处,棒先减速至零,然后从静止下滑,在滑回BD之前已达最大速度vm开始匀速.
设EF棒由BD从静止出发到再返回BD过程中,转化成的内能为ΔE.根据能的转化与守恒定律:
Fs-Q=
Mvm2 Q=Fs-
M(
)2
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