分析 (1)金属棒匀速运动时达到稳定状态,由安培力力公式求出安培力,由平衡条件求出速度.
(2)由能量守恒定律求出产生的热量.
(3)求出安培力,由平衡条件可以求出拉力大小.
解答 解:(1)当金属棒匀速运动时达到稳定状态,由平衡条件得:F=mgsin θ+F安,
安培力:F安=B0IL=$\frac{{{B}_{0}}^{2}{L}^{2}v}{2R}$,
解得:v=$\frac{mgR}{{{B}_{0}}^{2}{L}^{2}}$.
(2)设金属棒从静止开始运动到cd的过程中,导体棒上产生的热量为Q,
则整个电路产生的焦耳热为2Q,由能量守恒定律得:Fs=mgs•sin θ+2Q+$\frac{1}{2}$mv2,
解得:Q=$\frac{1}{4}$mgs-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{R}^{2}}{4{{B}_{0}}^{4}{L}^{4}}$.
(3)当金属棒运动到cd时,去掉NQ间的电阻,为使导体棒的速度不变,
即使金属棒处于平衡状态,设拉力变为F1,由平衡条件得:F1=mgsin θ+F安',
安培力:F安'=B0I′L=B0$\frac{{B}_{0}Lv}{3R}$L,
解得:F1=$\frac{5}{6}$mg.
答:(1)金属棒达到的稳定速度v为$\frac{mgR}{{{B}_{0}}^{2}{L}^{2}}$.
(2)金属棒从静止开始运动到cd的过程中,导体棒上产生的热量为$\frac{1}{4}$mgs-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{R}^{2}}{4{{B}_{0}}^{4}{L}^{4}}$.
(3)当金属棒滑行至cd时,去掉NQ间的电阻2R,为使导体棒的速度不变,拉力应变为$\frac{5}{6}$mg.
点评 本题考查了求速度、热量、拉力大小,分析清楚金属棒的运动过程,应用安培力公式、平衡条件、能量守恒定律即可正确解题.
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A. | 2BL2ω | B. | $\frac{B{L}^{2}ω}{2}$ | C. | $\frac{BLω}{2}$ | D. | 0 |
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A. | 拉力F、重力、支持力 | |
B. | 拉力F和重力 | |
C. | 拉力F、重力、支持力、沿斜面向上的摩擦力 | |
D. | 拉力F、重力、支持力、沿斜面向下的摩擦力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | Mg+F | B. | (M+m)g-F | C. | (M+m)g | D. | (M+m)g-ma |
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