如圖所示,導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為0.10kg,用絕緣細(xì)線懸掛后,恰好與寬度為50cm的光滑水平導(dǎo)軌良好接觸,導(dǎo)軌上還放有質(zhì)量為0.20kg的另一導(dǎo)體棒cd,整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。將ab棒向右拉起0.80m高,無初速釋放,當(dāng)ab棒第一次經(jīng)過平衡位置向左擺起的瞬間,cd棒獲得的速度是0.50m/s。在ab棒第一次經(jīng)過平衡位置的過程中,通過cd棒的電荷量為1C。空氣阻力不計(jì),重力加速度g取10m/s2,求:(1)ab棒向左擺起的最大高度;(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(3)此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱
(1)設(shè)ab棒下落到最低點(diǎn)時(shí)速度為 v1,由機(jī)械能守恒有:m1gh1=
m/s=4m/s … (1分)
設(shè)ab棒向左擺動(dòng)的最大高度為h2 ,ab棒與導(dǎo)軌接觸時(shí)與cd棒組成的系統(tǒng),在水平方向動(dòng)量守恒,定水平向左為正方向
=3m/s … (1分)
再由機(jī)械能守恒 =0.45m (1分)
(2) 設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,cd棒通電時(shí)間為,對cd棒由動(dòng)量定理有 (1分)
(1分)
(1分)
(3)設(shè)產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由能量守恒可知:
=0.325J …
解析:略
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