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

已知椭圆上的一点P到左焦点的距离为,则点P到右准线的距离
已知椭圆上的一点P到左焦点的距离为,则点P到右准线的距离为(    )       A.       B. C.5      D.3
“水是生命之源”,下列地区中,缺水严重的是A.松嫩平原
“水是生命之源”,下列地区中,缺水严重的是A.松嫩平原 B.四川盆地C.华北平原D.东南丘陵
碘131I可用于治疗晚期原发性肝癌,目前已投入临床使用。下
碘131I可用于治疗晚期原发性肝癌,目前已投入临床使用。下列关于碘131I说法正确的是 A.131I是一种新元素             B.131I的摩尔质量为131g C.
某医院一天派出医生下乡医疗,派出医生人数及其概率如下
某医院一天派出医生下乡医疗,派出医生人数及其概率如下: 医生人数012345人及以上 概率0.10.16xy0.2z (1) 若派出医生不超过2人的概率为0.56,求x的值;
下列各图案中,有且只有三条对称轴的图案是() 
下列各图案中,有且只有三条对称轴的图案是() 
2009年12月7~18日在丹麦首都哥本哈根召开世界气候大会,中
2009年12月7~18日在丹麦首都哥本哈根召开世界气候大会,中国政府作出了降低国内单位生产总值二氧化碳排放量的承诺,到2020年中国国内单位生产总值
下列变化属于化学变化的是                      
下列变化属于化学变化的是                                    A.金刚石切割玻璃    B.工业法制取氧气    C.酒精挥发    D.葡萄
数列的通项公式为,则数列各项中最小项是  (     )A.
数列的通项公式为,则数列各项中最小项是  (     )A. 第4项    B.  第5项   C.  第6项   D.  第7项

最新题目