【題目】如圖所示,足夠長的U形導體框架的寬度L=0.5m,電阻可忽略不計,其所在平面與水平面成θ=37°角。有一磁感應強度B=0.8T的勻強磁場,方向垂直于導體框平面。一根質(zhì)量m=0.4kg、電阻R=1Ω的導體棒MN垂直跨放在U形框架上,某時刻起將導體棒由靜止釋放。已知導體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8g10m/s2

(1)求導體棒運動過程中的最大速度;

(2)從導體棒開始下滑到速度剛達到最大值的過程中,通過導體棒橫截面的電量q=4C,求導體棒在此過程中發(fā)的電熱.

【答案】1vm=5m/s (2)Q=3J

【解析】

(1)導體棒下滑中產(chǎn)生的感應電動勢為:E=BLv

感應電流為:I=

導體棒受到的安培力為:F=BIL=

當導體棒的速度達到最大時,導體棒受力平衡,

有:mgsinθ-μmgcosθ-=0

代入數(shù)據(jù)解得:vm=5m/s

(2)設(shè)該過程中導體棒通過的位移為x,則回路產(chǎn)生的平均感應電動勢為:

==

電量為:q=It=

根據(jù)能量守恒有:mgsinθx-μmgcosθx-W=

聯(lián)立解得生熱為:Q=W=3J.

練習冊系列答案
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A. M處氯離子濃度大于N處氯離子濃度

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C. M處電勢高于N處電勢

D. P管中液面高于Q管中液面

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A. 電阻R上消耗的電功率為20W

B. t=0.02s時電阻R兩端的電壓瞬時值為零

C. 電阻R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos100πt(V)

D. 通過電阻R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=1.41cos50πt(A)

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(1)物體與斜面之間的動摩擦因數(shù);

(2)物體第一次通過C點時,對軌道的壓力大小FN;

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B. 物塊所受彈簧彈力做的功大于克服摩擦力做的功

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D. 由于摩擦產(chǎn)生的熱量為

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