如圖所示,間距為L(zhǎng)的兩根長(zhǎng)直平行導(dǎo)軌M、N所在平面與水平面夾角為θ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面.橫跨的導(dǎo)體棒cd因?yàn)槟Σ炼幱陟o止?fàn)顟B(tài),其質(zhì)量為M.另一根導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m,由靜止開始沿軌道無摩擦由上方滑下,當(dāng)沿軌道下滑距離為S時(shí),達(dá)到最大速度.在ab下滑過程中,cd棒始終保持靜止.兩棒電阻均為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì).求:
(1)當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度后,cd棒受到的摩擦力;
(2)從ab棒開始下滑到達(dá)到最大速度的過程中,ab與cd棒上產(chǎn)生的總熱量.

【答案】分析:(1)當(dāng)ab棒合力為零時(shí),速度達(dá)到最大,根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出cd棒所受摩擦力的大。
(2)根據(jù)能量守恒定律求出ab與cd棒上產(chǎn)生的總熱量.
解答:解:(1)設(shè)ab最大速度為vm,對(duì)ab棒,由平衡條件,有
mgsinθ=BImL     ①
而最大感應(yīng)電流      ②
所以最大速度      ③
cd棒靜止,由平衡條件,得cd棒受到的摩擦力
f=Mgsinθ+BImL=(m+M)gsinθ④
(2)從ab棒開始下滑到達(dá)到最大速度的過程中,由能量守恒定律,得ab與cd棒上產(chǎn)生的總熱量
 ⑤
③代入⑤,得
 ⑥
答:(1)當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度后,cd棒受到的摩擦力為(m+M)gsinθ.
(2)ab與cd棒上產(chǎn)生的總熱量為
點(diǎn)評(píng):本題綜合考查了閉合電路歐姆定律、切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、共點(diǎn)力平衡等知識(shí)點(diǎn),解決本題的關(guān)鍵當(dāng)ab棒的合力為零時(shí),速度最大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一端接阻值是R的電阻.一電阻是R0,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上,在外力F作用下從t=0的時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)軌電阻,
(1)若其以速度V勻速運(yùn)動(dòng),求通過電阻的電流I.
(2)若其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律是v=vmsinωt,求從t=0到t=
π
時(shí)間內(nèi)外力F所做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?珠海一模)如圖所示,間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌上,有一電阻為r的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)軌左端連接電阻R,其它電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,金屬捧ab以速度v向右作勻速運(yùn)動(dòng),則( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,間距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN,PQ與水平面夾角為a,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),導(dǎo)軌的N、P端連接一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.將一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ab恰能保持靜止.現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)大小為v0、方向沿導(dǎo)軌平面向下的初速度,然后任其運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.設(shè)導(dǎo)體棒所受滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等,求:
(1)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上移動(dòng)的最大距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,間距為l的平行金屬導(dǎo)軌LMN和OPQ分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi),電阻為R、質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l 的相同導(dǎo)體桿ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.在水平光滑導(dǎo)軌間有與水平面成θ、并垂直于ab的勻強(qiáng)磁場(chǎng);傾斜導(dǎo)軌間有沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B.傾斜導(dǎo)軌與水平面夾角也為θ,桿cd與傾斜導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因素為μ.a(chǎn)b桿在水平恒力作用精英家教網(wǎng)下由靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)cd剛要滑動(dòng)時(shí)ab恰達(dá)到最大速度.(θ=30、μ=、最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)求:
(1)此時(shí)桿cd中的電流大;
(2)桿ab的最大速度;
(3)若此過程中流過桿ab的電量為q,則cd產(chǎn)生的焦耳熱Q為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab,金屬棒電阻為R,導(dǎo)軌的一端連接阻值也為R的電阻,導(dǎo)軌電阻不計(jì),金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸.求:
(1)金屬棒最大速度υm的大小;
(2)金屬棒速度最大時(shí)棒兩端的電壓uab

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案