如图所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L=1.0m,导轨平面与水平面间的夹角为30°...
问题详情:
如图所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L=1.0 m,导轨平面与水平面间的夹角为30°,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的M、P两端连接阻值为R=3.0 Ω的电阻,金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连,金属棒ab的质量m=0.20 kg,电阻r=0.50 Ω,重物的质量M=0.60 kg,如果将金属棒和重物由静止释放,金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系如表所示,不计导轨电阻,g取10 m/s2。求:
时间t(s) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
上滑距离(m) | 0 | 0.05 | 0.15 | 0.35 | 0.70 | 1.05 | 1.40 |
(1)ab棒最终做匀速直线运动的速度是多少?
(2)磁感应强度B的大小是多少?
(3)当金属棒ab的速度v=0.7 m/s时,金属棒ab上滑的加速度大小是多少?
【回答】
(1)解析:(1)由表中数据可以看出最终ab棒将匀速运动
vm==3.5 m/s (2分)
(2)棒受力如图,由平衡条件可得
FT=F+mgsin30° (2分)
FT=Mg (1分)
F=BL (2分)
联立解得:B= T。(1分)
(3)当速度为2 m/s时,安培力
F= (1分)
对金属棒ab有:
FT-F-mgsin30°=ma (1分)
对重物有Mg-FT=Ma (1分)
联立上述各式,代入数据得
a=5 m/s2(1分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题