题目内容
【题目】如图所示,平行光滑金属导轨ab、cd位于竖直平面内两导轨间距L=0.1m。在ac间接有一阻值R=0.08Ω的电阻,水平放置的导体棒PQ质量m=0.1kg、电阻r=0.02Ω,其它电阻不计。导体棒PQ由静止开始下落(始终与导轨紧密接触),当下落h=0.45m的高度时,进入方向水平且与导轨平面垂直的沿y方向逐渐减小而x方向不变的磁场,若导体棒在磁场中以9m/s2的加速度做匀加速直线运动,不计空气阻力,g=10m/s2,求:
(1)导体棒进入磁场时的速度大小v0;
(2)导体棒从进入磁场下落1m的过程中,电阻r上产生的热量Qr;
(3)磁感强度B随y变化的函数关系。
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【答案】(1)3m/s;(2)0.02J;(3)
(T)
【解析】
(1)导体棒自由下落,根据速度位移公式
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得
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(2)导体棒在磁场中匀加速运动,重力不变,则安培力不变,根据牛顿第二定律得
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解得
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导体棒从进入磁场下落
的过程中克服安培力做的功为
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根据功能关系可得回路中产生的焦耳热为
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根据焦耳定律可得电阻
上产生的热量
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(3)根据
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得
(
)
根据安培力
得
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所以
(T)
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