- 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
- 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
PAGE \* MERGEFORMAT 13
1.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m, 导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
?
(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma?
解得a=4m/s2?(2分)
(2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡有:????? mgsinθ一μmgcos0一F=0 (1分)
此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率即:
Fv=P????(2分)
由以上两式解得??????(1分)
(3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B
?????? (1分)P=I2R(1分)
由此解得???磁场方向垂直导轨平面向上??????
2.如图所示,PQ、MN为足够长的两平行光滑金属导轨,它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻;导轨间距为L=1m;一质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω,长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上,导轨平面的倾角为θ=30°,在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T,今让金属杆AB由静止开始下滑.求:(1)当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小;(2)AB下滑的最大速度;(3)若AB杆从静止开始下滑60m达到匀速运动状态,求R上产生的热量.
(1)取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系FX=mgsinθ-FB=ma
安培力 FB=BIL I=E/R+r E=BLv
联立以上各式解得
当v=2m/s时a=4.5m/s(2)当加速度为零时,物体的速度达到最大;
则有:解得:v=20m/s;
(3)由能量守恒可知
由焦耳定律可知:QR:Qr=R:r=4:1 联立解得QR=8J;
3.(12分)如图所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一带电粒子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入,沿直线通过圆形磁场区域,然后恰好从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0。若仅撤去磁场,质子仍从O1点以相同速度射入,经时间打到极板上。求:
(1)两极板间电压U;
(2)若两极板不带电,保持磁场不变,带电粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入,欲使带电粒子从左侧飞出两板间,入射速度v应满足什么条件。
15.解:(1)设带电粒子从左侧O1点射入的速度为v0,极板长为L,在圆形区域内匀速运动时:
………………①
………………②
在电场中作类平抛运动时:
………………③
………………④
………………⑤
撤去磁场,仅受电场力作用,有:
………………⑥
联解①②③④⑤⑥得: ………………⑦
(2)设带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,质子恰好从上极板左边缘飞出,作出其运动轨迹如图所示。 ………………⑧
由几何关系可知:
………………⑨
由牛顿定律:
………………⑩
联解⑨⑩得: ………………?
所以带电粒子射入的速度应满足:
4.(14分)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角θ=30°,导轨电阻不计。磁感应强度为B=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=0.5m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒ab的质量m=1kg、电阻r=1Ω。两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡电阻RL=4Ω,定值电阻R1=2Ω,电阻箱电阻R2=12Ω,重力加速度为g=10 m/s2,现闭合开关,将金属棒由静止释放,下滑距离为s0=50m时速度恰达到最大,试求:
(1)金属棒下滑的最大速度vm;
(2)金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q。
(1)由题意知,金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,则有:
………………①
………………②
………………③
………………④
联解代入数据得:
vm=30m/s ………………⑤
(2)由能量守恒定律有:
………………⑥
联解代入数据得:
文档评论(0)