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如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M′N′放在倾角为θ=30°的斜面上,在N与N′之间有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA′处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4的金属
1人问答
问题描述:

如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M′N′放在倾角为θ=30°的斜面上,在N与N′之间有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA′处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4的金属滑杆,导轨的电阻不计.用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m,在导轨的NN′和OO′所围的区域存在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内(包括边界NN′和OO′)滑杆和导轨间的动摩擦因数为u=

34,此区域外导轨是光滑的,电动小车沿PS以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位置由AA′滑到OO′位置.(g取10m/s2)求:

(1)求滑杆由AA′滑到OO′过程中,通过电阻R的电量q;

(2)若滑杆滑到OO′位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO′位置时的加速度;

(3)若滑杆运动到OO′位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA′位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑到AA′处时恰好做匀速直线运动)

蒋金山回答:
  (1)电量q=It;I=ER+r;E=△Φ△t=BLd△t解得:q=1.25C;(2)滑杆运动到OO′位置时,小车通过S点时的速度为v=1.0m/s设系绳与水平面的夹角为α,则滑杆Hsinα-H=d,sinα=0.8,α=53°,此时向上的速度即绳端沿绳长...
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