如图所示,两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定,两导轨间距为L,与水平面间的夹角为θ,导轨下端有垂直于轨道的挡板,上端连接一个阻值R=2r的电阻,整个装置处在磁感应强度为B、方向
问题描述:
如图所示,两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定,两导轨间距为L,与水平面间的夹角为θ,导轨下端有垂直于轨道的挡板,上端连接一个阻值R=2r的电阻,整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直导轨向上的匀强磁场中.两根相同的金属棒ab、cd放在导轨下端,其中棒ab靠在挡板上,棒cd在沿导轨平面向上的拉力作用下,由静止开始沿导轨向上做加速度a的匀加速运动.已知每根金属棒质量为m、电阻为r,导轨电阻不计,棒与导轨始终接触良好.求:
最佳答案:(1)取ab棒为研究对象,受力分析如图所示, ,其中R并= =3r ,根据并联电路的特点可得:Iab=3 I,联立解得:t=3 ;(2)此时cd两端电压Ucd=E-1r,解得:Ucd= ,根据电功率计算公式可得电阻R的电功率为:P=BL U ,联立解得:P=2r ;(3)对cd棒根据牛顿第二定律可得:F-BIL-mgsinθ=ma,解得:F=m(gsinθ+a)+ t.答:(1)经5r 时间棒ab对挡板的压力变为零;(2)棒ab对挡板压力为零时,电阻R的电功率为 ;(3)棒ab运动前,拉力F随时间t的变化关系为F=m(gsinθ+a)+ t.
5r
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