如圖3-6-14所示,在傾角為30°的斜面上,固定兩條無限長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T,導(dǎo)軌間距L=0.5 m.兩根金屬棒ab、cd平行地放在導(dǎo)軌上,金屬棒質(zhì)量mab=0.1 kg,mcd=0.2 kg,兩金屬棒總電阻r=0.2 Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì).現(xiàn)使金屬棒ab以v=1.5 m/s的速度沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng),求:
圖3-6-14
(1)金屬棒cd的最大速度;
(2)在cd有最大速度時(shí),作用在金屬棒ab上的外力做功的功率.
(1)3.5 m/s,沿軌道向下
(2)2.25 W
(1)金屬棒ab向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),它切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Eab=BLv ①
假設(shè)cd不動(dòng),則cd棒受的安培力為
F=ILB=LB ②
又cd棒所受重力的分力為mcdgsin30°
代入數(shù)據(jù)可解得:F<mcdgsin30°,即在ab勻速上滑的同時(shí),cd將沿導(dǎo)軌向下滑行.
cd加速下滑的過程中,回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越來越大,cd棒受的斜向上的安培力也越來越大,其加速度越來越小.當(dāng)加速度等于零時(shí),cd棒的速度達(dá)到最大值,此時(shí)對(duì)cd有
mcdgsin30°=I′LB ③
ab和cd產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同,總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
E=BLv+BLvm ④
回路電流為:I′= ⑤
由③④⑤代入數(shù)據(jù)可解得cd棒的最大速度為vm=3.5 m/s,方向沿軌道向下.
(2)以ab和cd構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象,由于二者均做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以整體的合外力為零.則作用在ab上的外力為
F′=(mab+mcd)gsin30° ⑥
外力的功率為:
P=F′v ⑦
由⑥⑦代入數(shù)據(jù)得P=2.25 W.
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
圖3-6-14
(1)金屬棒cd的最大速度;
(2)在cd有最大速度時(shí),作用在金屬棒ab上的外力做功的功率.
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖12-6-14所示,在坐標(biāo)原點(diǎn)O和x=3 m處的A點(diǎn)放有兩個(gè)完全相同的聲源,聲源發(fā)聲的波長(zhǎng)均為1 m.則在y軸正方向上除O點(diǎn)外,聲音加強(qiáng)的點(diǎn)的位置有( )
圖12-6-14
A.一處 B.兩處 C.三處 D.無數(shù)處
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圖
A.鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì),對(duì)桌面的壓力減小?
B.鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì),對(duì)桌面的壓力增大?
C.鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì),對(duì)桌面的壓力增大?
D.鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì),對(duì)桌面的壓力增大?
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