题目内容
光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图甲所示。用恒力F沿导轨斜面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v―t图像如图乙。g=10m/s2,导轨足够长,求:
(1)恒力F的大小;
(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小;
(3)根据v―t图像估算在前0.8s内电阻上产生的热量。
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解:(1)由图乙知,杆运动的最大速度为
=4m/s
此时有:![]()
代入数据得:F=18N
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(2)由牛顿第二定律可得:![]()
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代入数据得:a=2.0m/s2
(3)由乙图可知0.8s末导体杆的速度V1=2.2m/s
前0.8s内图线与t轴所包围的小方格的个数为27个
面积为27×0.2×0.2=1.08,即前0.8s内导体杆的位移X=1.08m
由能的转化和守恒定律得:![]()
代入数据得:Q=3.80J
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