• (20分)如图所示,平行金属导轨PQ、MN相距d=2m,导轨平面与水平面夹角a= 30°,导轨上端接一个R=6的电阻,导轨电阻不计,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向上。一根质量为m=0.2kg、电阻r=4的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置,距离导轨底端xl=3.2m。另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置,绝缘塑料棒gh从导轨底端以初速度v0=l0m/s沿导轨上滑并与金属棒正碰(碰撞时间极短),磁后绝缘塑料棒gh沿导轨下滑,金属棒ef沿导轨上滑x2=0.5m后停下,在此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.36J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为。求(1)绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间,绝缘塑料棒的速率;(2)碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度;(3)金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量。试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      (20分)如图所示,平行金属导轨PQ、MN相距d=2m,导轨平面与水平面夹角a= 30°,导轨上端接一个R=6的电阻,导轨电阻不计,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向上。一根质量为m=0.2kg、电阻r=4的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置,距离导轨底端xl=3.2m。另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置,绝缘塑料棒gh从导轨底端以初速度v0=l0m/s沿导轨上滑并与金属棒正碰(碰撞时间极短),磁后绝缘塑料棒gh沿导轨下滑,金属棒ef沿导轨上滑x2=0.5m后停下,在此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.36J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为。求
      (1)绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间,绝缘塑料棒的速率;
      (2)碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度;
      (3)金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量。


      试题解答


      见解析
      (1)绝缘塑料棒与金属棒相碰前,做匀减速直线运动
      由牛顿第二定律得

      由运动学公式得:

      解得v
      1=6m/s
      (2)设金属棒刚开始运动时速度为v,由能量守恒定律得:

      解得:v=4 m/s
      金属棒刚开始运动时加速度最大,此时感应电动势E=Bdv=4V 感应电流

      安培力F=BId=0.4N
      由牛顿第二定律得

      解得a
      m=12 m/s2
      (3)通过电阻R的电荷量为

    动能和势能的相互转化相关试题

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