问题
计算题
如图所示,倾角(=30(、宽为L=1m的足够长的U形光 滑金属框固定在磁感应 强度B=1T、范围足够大的匀强磁场中磁场方向垂直导轨平面斜向上,现用一平行于导轨的牵引力F,牵引一根质量为m=0.2 kg,电阻R=1 (的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移 动。(金属棒ab始终与导轨接触良好且垂直,不计 导轨电阻及一切摩擦)问:
(1)若牵引力是恒力,大小F="9" N,则金属棒达到的稳定速度v1多大?
(2)若金属棒受到向上的拉力在斜面导轨上达到某一速度时,突然撤去拉力,从撤去拉力到棒的速度为零时止,通过金属棒的电量为q="0.48" C,金属棒发热为Q="1.12" J,则撤力时棒的速度v2多大?
答案
(1) v1=8 m/s;(2)v2=4 m/s
题目分析:
(1)当金属棒达到的稳定速度v1时,感应电动势E=BLv1,回路中的电流I= ,此时金属棒处于平衡状态,所以有F=mg sin
,得:v1=8 m/s,
(2)由法拉第电磁感应定律:E= ,q=IΔt=
, 解得 s=
=0.48 m,
由能量守恒定律: mv22=mgs sin(+Q, 得:v2=4 m/s,