如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,质
如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,质量为m=0.2kg的金属ab放在框架上,ab棒接入电路部分的电阻...
如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,质量为m=0.2kg的金属ab放在框架上,ab棒接入电路部分的电阻为R=1.0Ω,现用功率恒为P=9W的牵引力F使棒从静止形如没导轨运动,ab棒始终与导轨接触良好且垂直,不计金属棒与框驾之间的摩擦,当棒产生的热量Q=5.4J时开始做匀速运动,在加速运动过程中,通过棒的电量为q=2.8C,框架电阻不计,取g=10m/s2.求(1)ab棒匀速运动时速度的大小;(2)ab棒在加速运动过程的位移大小;(3)ab棒做加速运动的时间.
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(1)ab棒在水平方向受牵引力F和安培力F安作用,
设返仿稳定速度为v,此时电流为I,
ab棒达到稳定速度时合外力为0,F=F安,
功率:P=Fv,
安培力:掘喊F安=BIL,
感应电判世野流:I=
,
解得:v=3m/s;
(2)ab棒做加速运动过程中,设平均速度为v平,运动时间为t,
电荷量:q=I平t,
感应电流:I平=
,
感应电动势:E平=BLv平,
ab棒运动的位移:x=v平t
解得:x=2.8m;
(3)由能量守恒定律得:Pt=Q+
mv2,
解得:t=0.7s;
答:(1)ab棒匀速运动时速度的大小为3m/s;
(2)ab棒在加速运动过程的位移大小为2.8m;
(3)ab棒做加速运动的时间为0.7s.
设返仿稳定速度为v,此时电流为I,
ab棒达到稳定速度时合外力为0,F=F安,
功率:P=Fv,
安培力:掘喊F安=BIL,
感应电判世野流:I=
BLv |
R |
解得:v=3m/s;
(2)ab棒做加速运动过程中,设平均速度为v平,运动时间为t,
电荷量:q=I平t,
感应电流:I平=
E平 |
R |
感应电动势:E平=BLv平,
ab棒运动的位移:x=v平t
解得:x=2.8m;
(3)由能量守恒定律得:Pt=Q+
1 |
2 |
解得:t=0.7s;
答:(1)ab棒匀速运动时速度的大小为3m/s;
(2)ab棒在加速运动过程的位移大小为2.8m;
(3)ab棒做加速运动的时间为0.7s.
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