在倾角为30°的斜面上,固定两条足够长的光滑平行导轨,一个匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd水平地放在导轨
题型:不详难度:来源:
在倾角为30°的斜面上,固定两条足够长的光滑平行导轨,一个匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd水平地放在导轨上,金属棒质量mab=0.1kg,mcd=0.2kg,两根金属棒总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计(如图5)。现使金属棒ab以v=2.5m/s的速度沿斜面向上匀速运动。求:
⑴ 金属棒cd的最大速度; ⑵ 在cd有最大速度时,作用在ab上的外力做功的功率。 |
答案
⑴金属棒cd的最大速度为2.5m/s。 ⑵ 外力做功的功率PF=Fv=1.5×2.5W=3.75W |
解析
开始时,cd棒速度为零,ab棒有感应电动势,此时可计算出回路中的电流,进而求出cd棒所受到的安培力F(可判断出安培力方向沿斜面向上)。 如果F>mcdgsin30°,cd将加速上升,产生一个跟电流方向相反的电动势,回路中的电流将减小,cd棒所受到的安培力F随之减小,直到F=mcdgsin30°。 如果F<mcdgsin30°,cd将加速下滑,产生一个跟电流方向相同的电动势,回路中的电流将增大,cd棒所受到的安培力F随之增大,直到F=mcdgsin30°。 ⑴ 开始时,cd棒速度为零,回路中的电流
这时cd棒受到平行斜面向上的安培力 F=I lB=2.5×0.5×0.4N=0.5N 而mcdgsin30°=0.2×10×0.5N=1N 故cd将加速下滑。当cd的下滑速度增大到vm时,需要有安培力F=mcdgsin30° 此时回路中的电流 cd受到的安培力F=ImlB=mcdgsin30° 所以 即金属棒cd的最大速度为2.5m/s。 ⑵ 当cd棒速度达到最大值vm时。回路中的电流
作用在ab棒上的外力 F=ImlB+mabgsin30°=(5×0.5×0.4+0.1×10×0.5)N=1.5N 外力做功的功率PF=Fv=1.5×2.5W=3.75W |
举一反三
如图10-7所示,电路中ab是一段长10cm,电阻为100Ω的均匀电阻丝.两只定值电阻的阻值分别为R1=80Ω和R2=20Ω.当滑动触头P从a端缓慢向b端移动的全过程中灯泡始终发光.则当移动距离为____cm时灯泡最亮,移动距离为_____cm时灯泡最暗. |
关于电源电动势的说法,正确的是( )A.电动势是表征电源把其他形式的能转变为电能的本领的一个物理量 | B.电动势在数值上等于外电路断开时两极间的电压,亦等于电路中通过1C电荷量时,电源所提供的能量 | C.外电路接通时,电源电动势等于内、外电路上的电压之和 | D.由于内外电路上的电压随外电路电阻的改变而改变,因此,电源电动势跟外电路电阻有关 |
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在如图所示的电阻中,和皆为定值电阻,为可变电阻,电源的电动势为,内阻为r。设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U。当的滑动触点向图中a端移动时( )
A.I变大,U变小 | B.I变大,U变大 | C.I变小,U变大 | D.I变小,U变小 |
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有人把两节放在3V的手电筒中小灯泡仅发出微弱光的干电池装到额定电压为3V的收音机中,还可以正常地使用一段时间,这个现象说明( )A.旧电池与新电池的内电阻相差不大 | B.旧电池比新电池的电动势明显小 | C.旧电池比新电池的内电阻明显大 | D.旧电池与新电池的电动势相差不大 |
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如图所示,电源的电动势E=110V,电阻=21Ω,电动机绕组的电阻=0.5Ω,电键始终闭合。当电键断开时,电阻的电功率是525W;当电键闭合时,电阻的电功率是336W。求:
(1)电源的内电阻; (2)当电键闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率。 |
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