问题 计算题

如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3 的定值电阻.在水平虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场、磁场区域的高度为.导体棒的质量,电阻;导体棒的质量,电阻.它们分别从图中处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当刚穿出磁场时正好进入磁场.设重力加速度为g="10" m/s2.(不计之间的作用,整个运动过程中棒始终与金属导轨接触良好)

求:(1)在整个过程中两棒克服安培力分别做的功;

(2)进入磁场的速度与进入磁场的速度之比:

(3)分别求出点和点距虚线的高度.

答案

(1)0.5J(2)(3)0.75 m

本题中确定切割磁感线的那一部分导体相当于电源,根据题目中交代的运动情况写出牛顿第二定律的公式进行求解

(1)因a、b在磁场中匀速运动,其安培力等于各自的重力,由功的公式得

 J

J

(2)b在磁场中匀速运动时:速度为vb,总电阻R1="7.5" Ω

b中的电流Ib=                 ①                         

                     ②                     

同理,a棒在磁场中匀速运动时:速度为va,总电阻R2="5" Ω:

                     ③     

由以上各式得            ④                 

(3)                         ⑤                     

                           ⑥             

                         ⑦

                            ⑧                 

由④⑤⑥⑦⑧得 m="1.33" m                 

 m="0.75" m                                           

单项选择题
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