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如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接...

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問題詳情:

如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接着阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導軌平面垂直,質量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直並保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數為0.25.

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小.

(2)當金屬棒下滑速度達到穩定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小.

(3)在上問中,若R=2Ω,金屬棒中的電流由ab,求磁感應強度的大小和方向(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).

如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接...

【回答】

解:①金屬棒開始下滑初速度為零,根據牛頓第二定律

       mgsinθμmgcosθma

       如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接... 第2張2

②設穩定時金屬棒的速度為v,所受安培力為F,棒在沿導軌方向受力平衡

如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接... 第3張

此時,金屬棒克服安培力做功的功率等於電路中R消耗的電功率  即如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接... 第4張

 得  如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接... 第5張

③設電路中電流為I,導軌間金屬棒長為l,磁感應強度為B

      如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接... 第6張    如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接... 第7張    

 如圖所示,處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=370角,下端連接... 第8張    方向垂直導軌平面向上

1)a=4m/s2     (2)v=10m/s    (3)B=0.4T

知識點:安培力與洛倫茲力單元測試

題型:計算題

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