题目内容

【题目】如图所示,竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN、PQ,间距为=0.2m,其电阻不计。完全相同的两金属棒ab、cd垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终良好接触,已知两棒质量均为m=0.01kg,电阻均为R=0.2Ω,棒cd放置在水平绝缘平台上,整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=1.0T。棒ab在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上运动,当ab棒运动x=0.1m时达到最大速度vm,此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零。取g=10m/s2,求:

(1)ab棒的最大速度vm;

(2)ab棒由静止到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q。

【答案】(1);(2)

【解析】

(1)棒受力平衡,则

解得通过电路的电流

导体棒切割磁感线产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律可知

解得最大速度

(2)导体棒达到最大速度时,加速度为0,根据平衡条件可知外力

棒由静止到最大速度过程中,应用动能定理

解得回路中的焦耳热为

练习册系列答案
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