(2006•武汉模拟)如图所示,倾角θ=30°、宽为L=1m的足够长的U形光滑金属框固定在磁感应强度B=1T、范围足够大

(2006•武汉模拟)如图所示,倾角θ=30°、宽为L=1m的足够长的U形光滑金属框固定在磁感应强度B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂商导轨平面斜向上.现用一平行于导轨的牵引力F,牵引一根质量为m=0.2kg,电阻R=1Ω的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移动.(金属ab始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻及一切摩擦)问:
(1)若牵引力是恒力,大小为9N,则金属棒达到的稳定速度v1多久?
(2)若金属棒受到向上的拉力在斜面导轨上达到某一速度时,突然撤去拉力,从撤去拉力到棒的速度为零时止,通过金属棒的电量为O.48C,金属棒发热为1.12J,则撤力时棒的速度v2多大?(g=10m/s2
独饮相思愁 1年前 已收到1个回答 举报

syou182 幼苗

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解题思路:(1)根据受力平衡条件,由切割感应电动势表达式与闭合电路欧姆定律,即可求解;
(2)根据电量的表达式,结合法拉第电磁感应定律,可求出线圈的面积,再由能量关系,即可求解.

(1)棒速度稳定时,沿导轨方向上外力平衡,有:
F=BIL+mgsin30°
又I=[E/R],E=BLv
得:I=[BLv/R]
解得:v1=[F−mgsin30°
B2L2R
代入数据可解得:v1=8m/s
(2)q=It=
E/Rt=
BS
R]
∴S=[qR/B]
代入数据,可解得S=0.48m2
∴h=0.24m
根据能量关系
[1/2]mv22=Q+mgh
代入数据,可解得,v2=4m/s
答:(1)金属棒达到的稳定速度v1=8m/s;
(2)撤力时棒的速度v2=4m/s.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电流、电压概念;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.

考点点评: 考查受力平衡状态,掌握感应电动势表达式,理解闭合电路欧姆定律与法拉第电磁感应定律的应用,并注意能量守恒定律中各量的正负值.

1年前

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