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如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R的电阻,导...

如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R的电阻,导轨相距为d,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感强度为B.质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F向右拉动CD,CD受恒定的摩擦阻力f,已知F>f.问:
(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度是最大速度的manfen5.com 满分网时,CD的加速度是多少?

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(1)CD棒从静止开始先做加速度减小的变加速直线运动,后做匀速直线运动,此时速度达到最大.由感应电动势、欧姆定律和安培力公式推导出安培力与速度的关系式,由平衡条件求出最大速度. (2)先求出CD达到最大速度后的电流,再求解R的电功率. (3)当CD的速度是最大速度的时,根据安培力表达式求出此时的安培力,由牛顿第二定律求解加速度. 【解析】 (1)设CD运动的最大速度为vm.由E=Bdvm,I=,F安=BId,得到安培力F安=. 由平衡条件得F=f+F安,代入解得  vm=     (2)当CD达到最大速度后,电路中电流为I==,电阻R消耗的电功率是P=I2R=     (3)当CD的速度是最大速度的时,安培力F安′= 此时的加速度为a==. 答:(1)CD运动的最大速度是vm=;     (2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是;    (3)当CD的速度是最大速度的时,CD的加速度是.
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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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