两根相距Z=1m的平行金属导轨如图放置,其中一部分水平,连接有一个“6V,3W”的小灯泡,另一部分足够长且与水...
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两根相距Z=1m的平行金属导轨如图放置,其中一部分水平,连接有一个“6V,3 W”的小灯泡,另一部分足够长且与水平面夹角θ=37°,两金属杆与导轨垂直并良好接触,分别放于 倾斜与水平导轨上并形成闭合回路,两杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨电阻不计。金属杆ab质量m1=1kg,电阻R1=1Ω;cd质量m2=2kg,电阻R2=4Ω。整个装置处于磁感应强度B=2T、 方向垂直于倾斜导轨向上的匀强磁场中,ab杆在平行于倾斜导轨向上的恒力F作用下由静止开 始向上运动,当ab杆向上匀速运动时,小灯泡恰好正常发光,整个过程中ab杆均在倾斜导轨上运动,cd 杆始终保持静止(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2 )。求:
(1 )ab杆向上匀速运动的速度大小
(2)ab杆向上匀速运动时,cd杆受到的摩擦力大小
(3)ab杆从开始运动到速度最大过程中上升的 位移x=4m,恒力F作功56焦耳,求此过程中由于电流做功产生的焦耳热
【回答】
1)v=4m/s(2)(3)
(1)ab棒匀速运动时,小灯泡正常发光,则流过灯泡的电流为
cd杆与灯泡并联,电压相等,则流过cd杆的电流为
则流过ab杆的总电流为
由,得:ab杆向上匀速运动的速度大小 v=4m/s
(2)cd杆始终保持静止,受力平衡,所受的安培力大小为
静摩擦力为 ,代入解得
(3)ab杆运动过程中,系统产生的总热量为Q,则由能量守恒得:
,解得 Q=8J
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:计算题
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