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

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、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d(d <),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

                 

答案

见解析


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t到t+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

(10分) 在一根细线上套有一个质量为m的光滑小环,将细线
(10分) 在一根细线上套有一个质量为m的光滑小环,将细线的两端固定在如右下图所示的竖直杆上的A、B两点,A、B间距为L,当竖直杆以一定的角速度
We must help ________ when they are in trouble. A.the other         
We must help ________ when they are in trouble. A.the other              B.another         C.others           D.other
近年来海外华裔青少年“中国寻根之旅”夏令营不断兴起,
近年来海外华裔青少年“中国寻根之旅”夏令营不断兴起,他们参加丰富多彩的中国文化活动,近距离感受着中华文化的气息。下列选项对于 “中国寻
10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化: 温度(℃)102030加热煮沸后冷却到50 ℃ pH8.38.48.58.8 (1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO
下面为土耳其、巴基斯坦、马来西亚三国国旗,从国旗图案
下面为土耳其、巴基斯坦、马来西亚三国国旗,从国旗图案上看,有一个共同特征。这说明三个国家大多数人都信仰(  ) A. 伊斯兰教         B.
 
 
某物体做自由落体运动,下落的时间为总时间的一半时,动
某物体做自由落体运动,下落的时间为总时间的一半时,动能为Ek1,下落的距离为总高度的一半时,动能为Ek2,那么Ek1和Ek2的大小关系是       (  
(4分)下列各化合物中,属于同系物的是            
(4分)下列各化合物中,属于同系物的是             ,属于同分异构体的是           (填入编号) 

最新题目