如图所示,光滑平行导轨宽为L,导轨平面与水平方向有夹角θ,导轨的一端接有电阻R.导轨上有与导轨垂直的电阻也为R...
问题详情:
如图所示,光滑平行导轨宽为L,导轨平面与水平方向有夹角θ,导轨的一端接有电阻R.导轨上有与导轨垂直的电阻也为R的轻质金属导线(质量不计),导线连着轻质细绳,细绳的另一端与质量为m的重物相连,细绳跨过无摩擦的滑轮.整个装置放在与导轨平面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中.重物由图示位置从静止释放,运动过程中金属导线与导轨保持良好的接触.导轨足够长,不计导轨的电阻
求:(1)重物的最大速度
(2)若重物从开始运动到获得最大速度的过程中下降了h,求此过程中电阻R上消耗的电能.
【回答】
导体切割磁感线时的感应电动势.
【分析】(1)重物做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,根据平衡条件列式;再根据切割公式、闭合电路欧姆定律、安培力公式列式后联立求解;
(2)系统损失的机械能转化内电能,电能转化为内能,根据能量守恒定律列式求解.
【解答】解:(1)重物匀速下降时,根据平衡条件,有:BIL=mg
根据欧姆定律,有:BLv=I(R+R)
联立解得:v=;
(2)系统损失的机械能转化内电能,电能转化为内能,根据能量守恒定律,有:
mgh=mv2+2ER
解得:ER=(mgh﹣)
答:(1)重物的最大速度为;
(2)若重物从开始运动到获得最大速度的过程中下降了h,此过程中电阻R上消耗的电能为.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:计算题
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