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如图所示,倾斜放置的光滑平行导轨,倾角θ=37°,宽L=0.4m,自身电阻不计,上端接有R=0.3Ω的定值电阻.在导轨间MN虚线以下的区域存在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场.
1人问答
问题描述:

如图所示,倾斜放置的光滑平行导轨,倾角θ=37°,宽L=0.4m,自身电阻不计,上端接有R=0.3Ω的定值电阻.在导轨间MN虚线以下的区域存在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场.在MN虚线上方垂直导轨放有一根电阻r=0.1Ω的金属棒.现将金属棒无初速释放,经2s后进入MN下方的磁场区域,在磁场中最终获得稳定的速度v=6m/s,全程位移x=36m.(重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).试求:

(1)金属棒在运动过程中获得的最大电流Im;

(2)金属棒的质量m;

(3)在进入磁场区域后的过程中,金属棒动能有何变化?变化了多少?

(4)金属棒在运动过程中R产生的焦耳热Q是多少?

陶晓燕回答:
  (1)进入磁场前过程,对导体棒受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:mgsin37°=ma解得:a=gsin37°=6m/s2前2s匀加速,末速度为:v1=at1=6×2=12m/s进入磁场后做加速度减小的减速运动,故最大电流为:Im...
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