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【题目】如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L0.5 m,电阻可忽略不计,其所在平面与水平面成θ37°。有一磁感应强度B0.8 T的匀强磁场,方向垂直于导体框平面。一根质量m0.4 kg、电阻R1 Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,某时刻起将导体棒由静止释放。已知导体棒与框架间的动摩擦因数μ0.5.(sin 37°0.6cos 37°0.8g10 m/s2)

:

(1)导体棒刚开始下滑时的加速度大小;

(2)导体棒运动过程中的最大速度;

(3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中,通过导体棒横截面的电荷量Q4 C,求导体棒在此过程中消耗的电能。

【答案】(1)2m/s2;(5)5m/s;(3)3J

【解析】

(1)导体棒刚开始下滑时,其受力情况如图甲,根据牛顿第二定律有:

mgsinθμmgcosθma

解得a2m/s2

(2)当导体棒匀速下滑时具有最大速度v,其受力情况如图乙,则在平行斜面方向上有:

mgsinθμmgcosθF0

安培力:FBIL

回路中电流:

MN棒中产生的电动势E=BLv

由以上各式得:

代入数值得v=5m/s

(3)通过导体棒横截面的电荷量:

设导体棒下滑速度刚好为v时的位移为x,则ΔΦBxL

全程对棒由动能定理:(12)

其中W安为克服安培力做的功。

由功能关系,克服安培力做的功等于导体棒在此过程中消耗的电能,即

QR=W=3J(13)

练习册系列答案
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(2)AC碰撞后瞬间A的速度大小;

(3)若物体A未从小车B上掉落,小车B的最小长度为多少?

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1)断开开关并将A板左移一段距离,其他条件不变,则粒子打在___________

2)断开开关并将A板上移一段距离,其他条件不变,则粒子打在___________

3)将单刀双掷开关接2,电动势为E2,其他条件不变,则粒子打在___________

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【题目】有关磁场,下列说法正确的是  

A. 磁场只存在于磁铁周围

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C. 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,是矢量

D. 在磁场中运动的电荷一定受磁场力作用

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1)当弹簧压缩量为d时,求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小;

2)求滑块与轨道BC间的动摩擦因数;

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A. F=1.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5N

B. 无论力F多大,A与薄硬纸片都不会发生相对滑动

C. 无论力F多大,B与薄硬纸片都不会发生相对滑动

D. F=8N,则B物块的加速度为4.0m/s2

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