问题标题:
如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距为L,左端接有阻值为R的电阻,一质量为m、电阻为r的金属棒MN垂直放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中.
问题描述:
如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距为L,左端接有阻值为R的电阻,一质量为m、电阻为r的金属棒MN垂直放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中.当棒以速度v匀速运动时,加在棒上的水平拉力大小为F1;若改变水平拉力的大小,让棒以初速度v做匀加速直线运动,当棒匀加速运动的位移为x时,速度达到3v.己知导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保待良好接触.
(1)求磁场的磁感应强度大小;
(2)在金属棒的速度由v变为3v的匀加速运动过程中,拉力对金属棒做的功为WF,求这一过程回路产生的电热为多少?
(3)通过计算写出金属棒匀加速直线运动时所需外力F随时间t变化的函数关系式.
姜玉琴回答:
(1)感应电动势:E=BLv,感应电流:I=ER+r,金属棒受到的安培力:FB=BIL,金属棒匀速运动,由平衡条件得:F1=FB,解得:B=F1(R+r)vL2;(2)由能量守恒定律得:WF+Q=12m(3v)2-12mv2,解得:Q=WF-4mv2;(3)由匀...
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