如图1所示,两根水平的金属光滑平行导轨,其末端连接等高光滑的圆弧,其轨道半径为r=0.5m,圆弧段在图中的cd...
来源:语文精选馆 3.36W
问题详情:
如图1所示,两根水平的金属光滑平行导轨,其末端连接等高光滑的圆弧,其轨道半径为r=0.5m,圆弧段在图中的cd和ab之间,导轨的间距为L=0.5m,轨道的电阻不计,在轨道的顶端接有阻值为R=2.0的电阻,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=2.0T,现有一根长度稍大于L、电阻不计,质量为m=1.0kg的金属棒,从轨道的水平位置ef开始在拉力F作用下,从静止匀加速运动到cd的时间为t0=2.0s,在cd时的拉力为F0=3.0N,已知金属棒在ef和cd之间运动时的拉力随时间图象如图2所示.重力加速度g=10m/s2,求:
(1)求匀加速直线运动的加速度;
(2)金属棒做匀加速运动时通过金属棒的电荷量q;
(3)匀加速到cd后,调节拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动至ab处,金属棒从cd沿圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中,拉力做的功W.
【回答】
(1)1.5m/s2(2)1.5C(3)5.59J
【解析】
试题分析:(1)棒到达cd时的速度为v,则,,
,,.
(2)金属棒匀加速运动的过程,,设其运动的位移为x,则:
,,,网Z+X+X+K]
,.
(3)金属棒做匀速圆周运动,当棒与圆心的连线与竖直方向的夹角为时,沿水平方向的分速度为
产生的感应电动势所以回路产生的电流为正弦式交流电源
产生的感应电动势最大值
有效值为
棒从cd到ab的时间:
所以产生的热量:,.
考点:导体切割磁感线时的感应电动势、功的计算
【名师点睛】此题为一道综合*很强的题,牵涉知识点众多,明确求电动势、安培力、电量和功的方法是解题的关键,灵活利用求电量和能量守恒的结论是解题的捷径.
知识点:牛顿第二定律
题型:解答题