(辽宁省沈阳市东北育才学校2017高三第九次模拟) 如图所示,间距为L的

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  • 难度: 使用次数:103 入库时间:2017-12-19

    (辽宁省沈阳市东北育才学校2017高三第九次模拟)

    如图所示,间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成:倾斜部分与水平部分平滑相连,倾角为θ,在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场.闭合开关S,让金属杆MN从图示位置由静止释放,已知金属杆运动到水平导轨前,已达到最大速度,不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好,重力加速度为g.求:

    (1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm

    (2)金属杆MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度vm前,当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中,通过定值电阻的电荷量为q,求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q

    (3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离xm.

    答案


    (1)   (2)   (3)  

    (2)设在这段时间内,金属杆运动的位移为x

    由电流的定义可得:qΔt

    (3)由牛顿第二定律得:BILma

    由法拉第电磁感应定律、欧姆定律可得:

    I

    可得: vm

    vΔtmΔv

    xmmvm

    得:xm


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