题目内容

如图所示,导体棒ab质量为0.10kg,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触,导轨上还放有质量为0.20kg的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。将ab棒向右拉起0.80m高,无初速释放,当ab棒第一次经过平衡位置向左摆起的瞬间,cd棒获得的速度是0.50m/s。在ab棒第一次经过平衡位置的过程中,通过cd棒的电荷量为1C。空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2,求:(1)ab棒向左摆起的最大高度;(2)匀强磁场的磁感应强度;(3)此过程中回路产生的焦耳热

 

【答案】

(1)设ab棒下落到最低点时速度为 v1,由机械能守恒有:m1gh1= 

m/s=4m/s  …                        (1分)

设ab棒向左摆动的最大高度为h2 ,ab棒与导轨接触时与cd棒组成的系统,在水平方向动量守恒,定水平向左为正方向  

=3m/s …                     (1分)

再由机械能守恒       =0.45m    (1分)

(2) 设匀强磁场的磁感应强度为B,cd棒通电时间为,对cd棒由动量定理有                                     (1分)

                                           (1分)

                           (1分)

(3)设产生的焦耳热为Q,由能量守恒可知:

=0.325J  …    

【解析】略

 

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