问题
计算题
(16分)如图所示,倾角为的“U”型金属框架下端连接一阻值为
的电阻,相互平行的金属杆MN、PQ间距为
,与金属杆垂直的虚线
、
区域内有垂直框架平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为
,
、
间距离为
,一长为
、质量为
、电阻为
的导体棒在全属框架平面上与磁场上边界
距离
处从静止开始释放,最后能匀速通过磁场下边界
.重力加速度为
(金属框架摩擦及电阻不计).求:
(1)导体棒刚到达磁场上边界时速度大小
;
(2)导体棒匀速通过磁场下边界时速度大小
;
(3)导体棒穿越磁场过程中,回路产生的电能.
答案
(1) (2)
(3)
题目分析:(1)导体棒在磁场外沿斜面下滑,只有重力做功,
由机械能守恒定律得: (3分)
解得: (2分)
(2)导体棒匀速通过匀强磁场下边界时,由平衡条件:
(2分)
(1分)
解得: (2分)
(3)全过程由能量守恒定律得: (4分)
解得: (2分)