问题
计算题
(14分) 如图所示,足够长的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直放置,导轨电阻不计,磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面。两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的可动金属棒和
都与导轨始终接触良好,导轨下端连接阻值为1Ω的电阻R,金属棒
用一根细绳拉住,细绳允许承受的最大拉力为0.64N。现让
棒从静止开始落下,直至细绳刚被拉断时,此过程中电阻R上产生的热量为0.2J,(g=10m/s2)求:
(1)此过程中棒和
棒产生的热量
和
;
(2)细绳被拉断瞬时,棒的速度
。
(3)细绳刚要被拉断时,棒下落的高度
。
答案
(1)0.4J 0.9J (2)1.875m/s (3)3.29m
题目分析:(1)根据Q=I2Rt,电路串并联规律得:Iab:Icd:IR=2:3:1,则Qab=2QR=0.4J,Qcd=9QR=0.9J.
ab棒被拉断瞬间有F+mg-Tm=0。F=BIL,,
,E=BLv得
v=1.875m/s。
(3)cd棒下落过程由能量守恒得 ,则h≈3.296m