如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻;导轨间距为L=1m;一质量为m
如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻;导轨间距为L=1m;一质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω,长约1m的均匀金属杆水平放置在导...
如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻;导轨间距为L=1m;一质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω,长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数μ=35,导轨平面的倾角为θ=30°在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T,今让金属杆AB由静止开始下滑,下滑过程中杆AB与导轨一直保持良好接触,杆从静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量q=lC,求:(1)当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小(2)AB 下滑的最大速度(3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量.
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(1)取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系FX=mgsinθ-FB-f=ma ①
FB=N-mgcosθ=0 ②
摩擦力f=μN ③
安培力 FB=BIL ④
I=
⑤
E=BLv ⑥
联立上面①②③④⑤⑥
解得a=gsinθ?μcosθ?
当v=2m/s时
a=10×
?
×10×
?
=1.5m/s2
(2)由上问可知a=gsinθ?μgcosθ?
,故AB做加速度减小的加速运动当a=0.
v=vm=
=
=8m/s
(3)从静止开始到运速运动过程中
FB=N-mgcosθ=0 ②
摩擦力f=μN ③
安培力 FB=BIL ④
I=
E |
R+r |
E=BLv ⑥
联立上面①②③④⑤⑥
解得a=gsinθ?μcosθ?
B2L2v |
m(R+r) |
当v=2m/s时
a=10×
1 |
2 |
| ||
5 |
| ||
2 |
0.52×12×2 |
0.1×(2+8) |
(2)由上问可知a=gsinθ?μgcosθ?
B2L2v |
m(R+r) |
v=vm=
mg(R+r)(sinθ?μcosθ) |
B2L2 |
0.1×10×(2+8)(
| ||||||||||
0.52×12 |
(3)从静止开始到运速运动过程中
.
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