问题
计算题
如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R。现从静止释放ab,改变变阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到与
的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1;
(2)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的加速度为gsinq时,此时金属杆ab运动的速度;
(3)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的速度为时,定值电阻R1消耗的电功率。
答案
(1)0.1kg 1Ω (2)0.8m/s (3)0.16W
题目分析:(1)总阻值:
当达到最大速度时杆平衡:
根据图像代入数据,得:
(2)金属杆ab运动的加速度为时
根据牛顿第二定律:
代入数据得:
(3)当变阻箱R取4Ω时,根据图像得