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

恩格斯说:“一切都来自经验,都是现实的反映——正确的
恩格斯说:“一切都来自经验,都是现实的反映——正确的或错误的反映。”这说明( ) A.哲学的智慧产生于人类的实践活动       B.哲学观点
下列说法正确的是                            
下列说法正确的是                                            (    ) A.在原电池中,电子由正极流向负极 B.在电解池中,物
如图1所示表示A、B、C三种物质的质量跟体积的关系,由图可知
如图1所示表示A、B、C三种物质的质量跟体积的关系,由图可知(   )A.ρA>ρB>ρC , 且ρA>ρ水  B.ρA>ρB>ρC , 且ρA<ρ水C.ρC>ρB>ρA , 且ρA>ρ水D.ρC
(一)文言文阅读(19分) 阅读下面的文言文,完成1—4题。
(一)文言文阅读(19分) 阅读下面的文言文,完成1—4题。 岳飞,字鹏举,相州汤阴人。世力农。父和,能节食以济饥者。有耕侵其地,割而与之;
已知:a+b=m,ab=-4,化简(a-2)(b-2)的结果是( ) A.6       
已知:a+b=m,ab=-4,化简(a-2)(b-2)的结果是( ) A.6                         B.2m-8                   C.2m                  
如图所示,两根竖直放置的平行光滑金属导轨,上端接阻值R
如图所示,两根竖直放置的平行光滑金属导轨,上端接阻值R=3 Ω的定值电阻.水平虚线A1、A2间有与导轨平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.3
对下列实验中出现的异常现象分析合理的是   A .制取CO2气
对下列实验中出现的异常现象分析合理的是   A .制取CO2气体时,始终收集不到CO2——收集CO2的集气瓶没盖严 B.加热碱式碳酸铜固体粉末时,试管破

最新题目