(16分)如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上

16分)如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l、足够长且电阻忽略不计,导轨平面的倾角为,条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置,总质量为m,置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未图出)。线框的边长为dd < l),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为g。求:

1)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q

2)线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1

3)经过足够长时间后,线框上边与磁场区域下边界的最大距离m

答案

解析

(1)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中,作用在线框上的安培力做功为W

由动能定理 

 

解得 

2)设线框刚离开磁场下边界时的速度为,则接着向下运动 

由动能定理  

装置在磁场中运动时受到的合力

感应电动势   =Bd

感应电流     =

安培力      

由牛顿第二定律,在tt+时间内,有

解得  

3)经过足够长时间后,线框在磁场下边界与最大距离之间往复运动

     由动能定理  

     解得   

相关题目

已知函数f(x)=sinx(sinx+cosx). (1)求f(x)的最小正周期
已知函数f(x)=sinx(sinx+cosx). (1)求f(x)的最小正周期和最大值; (2)在锐角三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f()=1,a=2,求三
设等差数列{an}的前n项和Sn=n2+bn+c,a1=3,则          .
设等差数列{an}的前n项和Sn=n2+bn+c,a1=3,则          .
一个物体做匀变速直线运动,它的位移与时间的关系式为x=t+0
一个物体做匀变速直线运动,它的位移与时间的关系式为x=t+0.5t2(m),从t=0时开始,运动了t1时间时,它的速度大小为3m/s,则有 A.t1=1s      B.t1=2s
读下图,回答问题。 从图甲所示的工业联系看,下列可集聚
读下图,回答问题。 从图甲所示的工业联系看,下列可集聚的主要工厂有                                              (   
写出四种有机物,它们完全燃烧产生CO2和H2O(g)的体积比均
写出四种有机物,它们完全燃烧产生CO2和H2O(g)的体积比均为1∶1,且能被新制Cu(OH)2氧化的有机物的结构简式:(1)_____________;(2) _____________;(3) _________
如图,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,PB⊥BC,PD⊥CD,
如图,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,PB⊥BC,PD⊥CD,且PA=2,E为PD中点.(1)求证:PA⊥平面ABCD;(2)求二面角E-AC-D的大小;(3)若F为线段BC的中点,求点D到平
(东城25)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2
(东城25)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2。已知:SO2、SO3都能被碱石灰和氢氧化钠溶液吸收。利用下图装置加热硫酸铜粉末直至完全
电阻是指导体对电流的            作用的大小,一导
电阻是指导体对电流的            作用的大小,一导体电阻为15KΩ,合           MΩ;控制台灯亮度的旋钮,它实质是一个               

最新题目