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水平平行放置的两根足够长的直光滑金属导轨上放有一根导体棒导ab,ab与导轨垂直,...

水平平行放置的两根足够长的直光滑金属导轨上放有一根导体棒导ab,ab与导轨垂直,其电阻为0.02Ω,质量为0.1kg,它在导轨间的长度为1m,导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感强度为0.2T,电路中电阻R的阻值为0.08Ω,其它电阻不计,求:
(1)断开电键K,ab在大小为0.1N、水平向右的恒力F作用下,由静止开始沿轨道滑动过程中ab产生的电动势随时间变化的表达式.
(2)当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键,并同时撤掉力F,那么由此时开始以后的时间里电阻R所消耗的电能.
(3)在上述(2)的情况下,导体棒ab能滑行的最大距离.

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(1)断开电键K,ab在恒力作用下作匀加速直线运动,由牛顿第二定律和运动学结合得到速度与时间的关系,由公式E=BLv求感应电动势的表达式; (2)当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键,并同时撤掉力F,棒开始在安培力作用下做减速运动,直到停止,根据能量守恒求出整个电路中产生的总电能E电,再由ER=求电阻R所消耗的电能. (3)ab棒做变减速直线运动,根据牛顿第二定律和安培力公式得到加速度a,由加速度的定义式a=,得到极短时间内速度的变化量△v与位移△x的关系,运用积分法求和,即可求解最大距离. 【解析】 (1)断开电键K,ab在恒力作用下作匀加速直线运动,加速度为 速度为  v=at=1•t, 由E=BLv得,E=0.2×1•t=0.2t(V) (2)根据能量守恒得: 则电阻R所消耗的电能  (3)对于导体棒ab滑行的任一状态有, 则, 得 将导体棒ab的滑行过程分成无限多段,每段分别有 ,,… 然后累加,有, 所以,有 代入,解得x=2.5m 答: (1)断开电键K,ab在大小为0.1N、水平向右的恒力F作用下,由静止开始沿轨道滑动过程中ab产生的电动势随时间变化的表达式为E=0.2t(V). (2)当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键,并同时撤掉力F,那么由此时开始以后的时间里电阻R所消耗的电能是4J. (3)在上述(2)的情况下,导体棒ab能滑行的最大距离是2.5m.
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考点分析:
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撞击木块后两者仍在B点,并且一起沿光滑弧形轨道上滑,能够到达高h=0.45m的最高处C.已知木块与水平轨道AB之间的动摩擦因数μ=0.5.试问:
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(1)自行车前进的速率为多少km/h?
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测得的数据如下表所示:
实验次数12345
R(Ω)2.08.014.020.026.0
I(A)1.000.500.340.250.20
(1)电路中定值电阻R的作用是:______
(2)该同学为了有作图法来确定电池的电动势和内阻,若将R作为直角坐标系的纵坐标,则应取______作为横坐标.
(3)利用实验数据在图2的直角坐标系上画出正确的图象.
(4)由图象可知,该电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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