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(14分)如图,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻阻值R=1.5Ω,MN与MP的夹角为135°,PQ与MP垂直,MP边长度小于1m。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。![]()
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA。
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3。
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA。
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3。
如图所示,平行金属导轨宽度为l=0.6m,与水平面间的倾角为θ=37o,导轨电阻不计,底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻,磁感强度为B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一质量为m=0.2kg,长也为l的导体棒受导轨上两支柱p支撑静止在ab位置,导体棒的电阻为Ro=1Ω,它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3。导体棒获得平行斜面的初速vo=10m/s向上滑行最远至a/b/位置,所滑行距离为s=4m。(sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g=10m/s2)。问:
(1)把运动导体棒视为电源,最大输出功率是多少?
(2)上滑过程中导体棒所受的安培力做了多少功?
(3)以ab位置为零势点,若导体棒从ab上滑d=3m过程中电阻R发出的热量QR=2.1J,此时导体棒的机械能E /为多大?
(4)在图2中画出图线,要求能反映导体棒在上滑和下滑过程中机械能E随位移x变化的大致规律。(x正方向沿斜面向上,坐标原点O在ab位置)
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如图所示,平行金属导轨宽度为l=0.6m,与水平面间的倾角为θ=37o,导轨电阻不计,底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻,磁感强度为B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一质量为m=0.2kg,长也为l的导体棒受导轨上两支柱p支撑静止在ab位置,导体棒的电阻为Ro=1Ω,它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3。导体棒获得平行斜面的初速vo=10m/s向上滑行最远至a/b/位置,所滑行距离为s=4m。(sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g=10m/s2)。问:
(1)把运动导体棒视为电源,最大输出功率是多少?
(2)上滑过程中导体棒所受的安培力做了多少功?
(3)以ab位置为零势点,若导体棒从ab上滑d=3m过程中电阻R发出的热量QR=2.1J,此时导体棒的机械能E /为多大?
(4)在图2中画出图线,要求能反映导体棒在上滑和下滑过程中机械能E随位移x变化的大致规律。(x正方向沿斜面向上,坐标原点O在ab位置)![]()