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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面...

manfen5.com 满分网如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s2.试求
时间t(s)0.10.20.30.40.50.60.7
下滑距离s(m)0.10.30.71.42.12.83.5
(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
从下滑的距离与时间的关系中找到棒的运动情况和速度,再由功率的表达式来计算0.7s时的瞬时功率;棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,根据动能定理求得安培力做功,再去求得产生的热量.根据金属棒处于平衡状态下,求出磁感应强度与长度的乘积,从而算出在0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量. 【解析】 (1)由表格中数据可知:金属棒先做加速度减小的加速运动,最后以7m/s匀速下落       PG=mgv=0.01×10×7=0.7W      (2)根据动能定理:WG+W安=mvt2-mv2 W安=mvt2-mv2-mgh=×0.01×72-0.01×10×3.5=-0.105J  QR=E电=×0.105=0.06 J     (3)当金属棒匀速下落时,G=F安 则有mg=BIL=  解得:BL==0.1 电量q=It===0.2C  答:(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率为0.7W; (2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量0.06J; (3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量0.2C.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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