)如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它

)如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20 m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10W的电阻.在虚线OOˊ(OOˊ垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50 T.一根质量m=0.10 kg的直金属杆ab垂直于轨道放在两根轨道上.某时刻杆abv0=2.0 m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以a=2.0 m/s2的加速度做匀减速直线运动.杆ab始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触. 杆ab和轨道的电阻均可忽略.

(1)在金属杆ab向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时,水平拉力的功率;

(2)从金属杆ab进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13 J,求此过程中水平拉力做的功.

答案

(1)7.5×10-2 W(2)-7.0×10-2 J


解析:

(1)金属杆刚进入磁场时,速度最大,由可知,此时杆中的感应电流也最大.

当速度减至m/s时,电流为最大值的,即  A

   此时杆ab所受的安培力

N,方向水平向左

设杆ab所受的水平拉力为F,根据牛顿第二定律

F+F = ma

F = ma - F= 0.15 N,方向水平向左

此时施加在杆ab上的水平拉力的功率

= 7.5×10-2 W

   (2)金属杆进入磁场后,一直受到安培力和水平拉力的共同作用而做匀减速直线运动,直至速度为零.设此过程中安培力做功为W,拉力做功为W,则由动能定理得

       

其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q,即-W=Q,所以

= -7.0×10-2 J

相关题目

酸雨是因为过度燃烧煤和石油生成的硫和氮的氧化物溶于水
酸雨是因为过度燃烧煤和石油生成的硫和氮的氧化物溶于水变成HNO3和H2SO4。分析某次雨水数据如下:c()=2.0×10-6 mol·L-1,c(Cl-)=6.0×10-6 mol·L-1,c(Na+)=3.0×10-
联合国决定2011年为“国际化学年”,以纪念化学所取得的成
联合国决定2011年为“国际化学年”,以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗旨,下列提法不符合其宗旨的是( )A. 普及化学知识,宣传
已知角的终边经过点,则的值为(    ) A.     B.     
已知角的终边经过点,则的值为(    ) A.     B.     C.     D.
图4.18为我国南方某一地区地质剖面。乙处的地质构造是(
图4.18为我国南方某一地区地质剖面。乙处的地质构造是( )     图4.18   A.背斜      B.向斜    C.断层     D.谷地  
(6分)电阻率的表格通常会说明是材料在20℃时的电阻率,
(6分)电阻率的表格通常会说明是材料在20℃时的电阻率,这意味着什么?
(10福建南安2.)某饮品的主要成分为:脂肪、鸡蛋白粉、钾
(10福建南安2.)某饮品的主要成分为:脂肪、鸡蛋白粉、钾、钙等。该饮品不能为人体补充的营养素是A.无机盐B.油脂C.蛋白质D.维生素
下图中①和②表示发生在常染色体上的变异。 ①和②所表示
下图中①和②表示发生在常染色体上的变异。 ①和②所表示的变异类型分别属于 A.重组和易位            B.易位和易位            C.易位
制度创新是政台文明体现。“封建亲戚,以藩屏周”,反映
制度创新是政台文明体现。“封建亲戚,以藩屏周”,反映西周实行(   )   A、禅让制          B、分封制         C、世袭制        D、

最新题目