. 如图所示,两根相距L=1.0m的光滑平行金属导轨水平固定放置,导轨

. 如图所示,两根相距L=1.0m的光滑平行金属导轨水平固定放置,导轨距水平地面 H=0.8m,导轨的左端通过电键连接一电动势E=4.0V、内阻r=1.0Ω的电源,在距导轨上横跨一质量为m=0.5kg、有效电阻为R=1.0Ω的金属棒,整个装置处在磁感应强度为B=0.5T方向竖直向上的匀强磁场中。将电键接通后,金属棒在磁场力的作用下沿导轨向右滑动,最终滑离导轨.

求:⑴金属棒在滑动过程中的最大加速度及离开导轨后有可能达到的最大水平射程;

⑵若金属棒离开导轨后的实际水平射程仅为0.8m,则从闭合电键到金属棒离开导轨在金属棒上产生的焦耳热为多少?

答案

⑴在电键刚闭合时,回路中电流最大,金属棒加速度最大。设此时回路中电流为I,金属棒所受安培力为F,则有:……………………………………⑴

 ……………………………………⑵

根据牛顿第二定律

  ………………………………………⑶

代入数值后得

电键闭合后,金属棒在导轨上做加速度逐渐减小的加速运动,若金属棒离导轨右端较远,则金属棒有可能在达到最大速度后离开导轨平抛,这种情况下水平射程最大。设金属棒能达到的最大速度为vm,从抛出到落地所用时间为t,则:

    ………………………………………⑷

………………………………………⑸

…………………………………………⑹

代入数值后解得

⑵若金属棒实际射程为S=0.8m,则金属棒离开导轨时的速度为

……………………………………………………⑺

设金属棒在导轨上运动时间为Δt ,此过程回路中平均电流为,通过电量为,则:

………………………………………………⑻

……………………………………………………⑼

根据能量守恒,回路中产生热量为Q,则:

……………………………………………………⑽

根据串联电路特点,金属棒上产生的热量为:

……………………………………………………⑾

代入数值后可解得:


解析:

同答案

相关题目

下列说法正确的是( ) A.空气是一种宝贵的资源 B.空气
下列说法正确的是( ) A.空气是一种宝贵的资源 B.空气中氮气的质量分数为78% C.氧气易溶于水,供给水生生物呼吸 D.汽车尾气随意排放,与雾霾
“2014年太原的冬天是个干燥的季节,冬姑娘显得十分吝啬,
“2014年太原的冬天是个干燥的季节,冬姑娘显得十分吝啬,只在临近春节的时候,才使些许雪花含羞带臊地从天空飘下,本以为可以堆雪人、打雪仗,
用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信
用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是(    )A.红外报警装置B.走廊照明灯的声
三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,无
三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,无色.无臭,在潮湿空气中泄露会产生白雾.红棕色气体等现象,反应方程式为:aNF3+bH2O=c  
(一)论述类文本阅读(9分,每小题3分) 阅读下面的文字
(一)论述类文本阅读(9分,每小题3分) 阅读下面的文字,完成1-3题。     土司制度由中央王朝对西南各少数民族首领封以官爵,让其世袭统治原有
属于
属于
选出下列各项中字形有误的一项( ) A 千奇百怪 千秋万代千
选出下列各项中字形有误的一项( ) A 千奇百怪 千秋万代千丝万缕 千头万绪 B千辛万苦 千言万语 千载难逢 千真万确 C 千姿百态黔驴技穷 前车之鉴 前
下列微粒结构图示中,能表示水分子的是 A.          
下列微粒结构图示中,能表示水分子的是 A.                B.                C.                 D.

最新题目