如圖所示,固定的光滑金屬導軌間距為L,導軌電阻不計,上端a、b間接有阻值為R的電阻,導軌平面與水平面的夾角為θ...
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問題詳情:
如圖所示,固定的光滑金屬導軌間距為L,導軌電阻不計,上端a、b間接有阻值為R的電阻,導軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應強度大小為B、方向垂直於導軌平面向上的勻強磁場中。質量為m、電阻為r的導體棒與固定*簧相連後放在導軌上。初始時刻,*簧恰處於自然長度,導體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運動過程中導體棒始終與導軌垂直並保持良好接觸。已知*簧的勁度係數為k,*簧的中心軸線與導軌平行。
⑴ 求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;
⑵ 當導體棒第一次回到初始位置時,速度變為v,求此時導體棒的加速度大小a;
⑶ 導體棒最終靜止時*簧的**勢能為Ep,求導體棒從開始運動直到停止的過程中,電阻R上產生的焦耳熱Q。
【回答】
解:
⑴棒產生的感應電動勢 2分
通過的電流大小 2分
電流方向為b→a 1分
⑵棒產生的感應電動勢為
感應電流
棒受到的安培力大小,方向沿斜面向上 2分
根據牛頓第二定律 有 2分
解得 1分
⑶導體棒最終靜止,有
壓縮量 1分
設整個過程迴路產生的焦耳熱為Q0,根據能量守恆定律 有
2分
1分
電阻R上產生的焦耳熱
2分
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:計算題
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