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
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【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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