如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ,N、Q两点间接有阻值为R的电阻...
问题详情:
如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ, N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上,杆ab由静止释放,下滑距离x时达到最大速度。重力加速度为g,导轨电阻不计,杆与导轨接触良好。求:
⑴杆ab下滑的最大加速度;
⑵杆ab下滑的最大速度;
⑶上述过程中,杆上产生的热量。
【回答】
(1)设ab杆下滑到某位置时速度为,则此时
杆产生的感应电动势 (2分)
回路中的感应电流 (1分)
杆所受的安培力 (1分)
根据牛顿第二定律 有: (2分)
当速度时,杆的加速度最大,最大加速度,方向沿导轨平面向下(2分)
(2)由(1)问知,当杆的加速度时,速度最大,
最大速度,方向沿导轨平面向下 (2分)
(3)ab杆从静止开始到最大速度过程中,根据能量守恒定律 有
(2分)
又 (2分)
所以 (1分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:多项选择
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