開始時a固定,b靜止,且a距水平導軌平面的高度為h,現(xiàn)釋放a,同時給a一個平行于傾斜導軌向下的初速度,a就在傾斜導軌上做勻速運動,經(jīng)過兩導軌的連接處時速度大小不變,在此過程中b仍然靜止,滑上水平導軌后即與b金屬棒粘在一起在水平導軌上運動距離L后靜止。求:
(1)在傾斜導軌上勻速運動的速度v0大小。
(2)a在傾斜導軌上運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1是多大?
(3)a、b一起在水平導軌上運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q2是多大?
(1) (2)
(3)
-
μmgL
解析:(1)設在傾斜導軌上運動的過程中,感應電動勢為E,其中的電流強度為Ia,受到的磁場力為F,則
E=Bdv0 R總=R
Ia=E/R總 Ia=
F=BIad F=
由于a在傾斜導軌上做勻速運動,所以所受的合外力為零,則:
F=mgsin30°
解得:v0=
(2)a在傾斜導軌上運動的過程中,設a、b和電阻R中的電流強度分別是Ia、Ib和IR,產(chǎn)生的熱量分別是Qa、Qb和Q1,則
Ia=2IR Ib=IR
由:Q=I2Rt得
Qa=4Q1 Qb=Q1
根據(jù)能量守恒有:mgh=Qa+Qb+Q1
Q1=mgh
或解:a在傾斜導軌上運動的過程中,設電阻R中的電流強度是IR,滑動時間為t,則IR=Ia IR=
t=
Q1=
解得:Q1=mgh
(3)設a、b粘在一起的共同速度為v,由動量守恒定律則有:
mv0=2mv
ab在水平軌道上運動過程,克服摩擦力做功W,則
W=μ·2mg·L
設電流流過ab產(chǎn)生的熱量共為Qab,則有:
Rab=R,Qab=
Q2
根據(jù)能量守恒定律得:
·2mv2=Q2+Qab+W
解得:Q2=μmgL
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,傾斜的金屬導軌和水平的金屬導軌接在一起,各自的兩條平行軌道之間距離都為d,傾斜導軌與水平面間的夾角為30°,在傾斜導軌的區(qū)域有垂直于軌道平面斜向上的勻強磁場,在水平導軌的區(qū)域有豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小都為B,傾斜導軌上放有金屬棒a,在緊靠兩導軌連接處的水平導軌上放有金屬棒b,a、b都垂直于各自的軌道,質量均為m,a、b與水平的金屬導軌間的動摩擦因數(shù)是μ,傾斜的金屬導軌光滑。傾斜軌道間接有電阻R,a、b的電阻值都是R,其余電阻不計。
開始時a固定,b靜止,且a距水平導軌平面的高度為h,現(xiàn)釋放a,同時給a一個平行于傾斜導軌向下的初速度,a就在傾斜導軌上做勻速運動,經(jīng)過兩導軌的連接處時速度大小不變,在此過程中b仍然靜止,滑上水平導軌后即與b金屬棒粘在一起在水平導軌上運動距離L后靜止。求:
(1)在傾斜導軌上勻速運動的速度v0大小。
(2)a在傾斜導軌上運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1是多大?
(3)a、b一起在水平導軌上運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q2是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,傾斜的平行導軌處在勻強磁場中,導軌上、下兩邊的電阻分別為R1=3Ω和R2=6Ω,金屬棒ab的電阻R3=4Ω,其余電阻不計。則金屬棒ab沿著粗糙的導軌加速下滑的過程中
(A)安培力對金屬棒做功等于金屬棒機械能的減少量
(B)重力和安培力對金屬棒做功之和大于金屬棒動能的增量
(C)R1和R2發(fā)熱功率之比P1:P2=1:2
(D)R1、R2和R3產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2:Q3=2:1:6
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科目:高中物理 來源:2011-2012學年上海市浦東新區(qū)高三第二學期4月質量抽測物理試卷(解析版) 題型:選擇題
如圖所示,傾斜的平行導軌處在勻強磁場中,導軌上、下兩邊的電阻分別為R1=3Ω和R2=6Ω,金屬棒ab的電阻R3=4Ω,其余電阻不計。則金屬棒ab沿著粗糙的導軌加速下滑的過程中
(A)安培力對金屬棒做功等于金屬棒機械能的減少量
(B)重力和安培力對金屬棒做功之和大于金屬棒動能的增量
(C)R1和R2發(fā)熱功率之比P1:P2=1:2
(D)R1、R2和R3產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2:Q3=2:1:6
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