问题
计算题
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,试求:
时 间t(s) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 |
下滑距离s(m) | 0 | 0.1 | 0.3 | 0.7 | 1.4 | 2.1 | 2.8 | 3.5 |
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量。
答案
(1)s-t图象如图、稳定后的速度7m/s
(2)0.06J (3)0.2C
题目分析:(1)据表格数据金属棒运动的s-t图象如图:
由图可知稳定时的速度为
(2) 由题,金属棒ab下滑高度,设电路中产生的总热量为Q
由能量守恒定律得:
则
由焦耳定律知
则
(3)当金属棒匀速下落时有,
解得:
由,
可得
点评:本题综合了电磁感应、电路、力学等知识.考查分析和解决综合题的能力,主要考查作图和读图的能力。