如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/03 16:09:26
![如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒](/uploads/image/z/10979094-30-4.jpg?t=%E5%A6%82%E5%9B%BE%E6%89%80%E7%A4%BA%2C%E7%94%B5%E9%98%BB%E4%B8%8D%E8%AE%A1%E7%9A%84%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E9%87%91%E5%B1%9E%E5%AF%BC%E8%BD%A8MN%E5%92%8COP%E6%94%BE%E7%BD%AE%E5%9C%A8%E6%B0%B4%E5%B9%B3%E9%9D%A2%E5%86%85%EF%BC%8EMO%E9%97%B4%E6%8E%A5%E6%9C%89%E9%98%BB%E5%80%BC%E4%B8%BAR%EF%BC%9D3+%CE%A9%E7%9A%84%E7%94%B5%E9%98%BB%EF%BC%8E%E5%AF%BC%E8%BD%A8%E7%9B%B8%E8%B7%9Dd%EF%BC%9D1+m%2C%E5%85%B6%E9%97%B4%E6%9C%89%E7%AB%96%E7%9B%B4%E5%90%91%E4%B8%8B%E7%9A%84%E5%8C%80%E5%BC%BA%E7%A3%81%E5%9C%BA%2C%E7%A3%81%E6%84%9F%E5%BA%94%E5%BC%BA%E5%BA%A6B%EF%BC%9D0.5+T%EF%BC%8E%E8%B4%A8%E9%87%8F%E4%B8%BAm%EF%BC%9D0.1+kg%2C%E7%94%B5%E9%98%BB%E4%B8%BAr%EF%BC%9D1+%CE%A9%E7%9A%84%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%A3%92)
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力f恒为0.5 N.求:
(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?
除了常规解法外还有没有其他方法,如能量角度?
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒
具体公式 可能有错,只是根据个人记忆分析一下本人的常规解题思路,望能有所提示:
(1)平行导轨放在水平面上,则重力对运动不起直接作用,只能够间接提供摩擦阻力;
(2)运动方向上存在三个力,其中F与f已知且为恒值,另外由于导体在磁场中运动,切割磁感应线存在安培力F(安),根据矢量合成法则:F(合)=F + f + F(安),转为标量则为:F(合)=F-f-F(安);
(3)运动过程分析如下:刚开始时导体棒静止,速度V=0m/s,F(安)=BIL=0,此时F(合)=F-f-F(安)=0.5N,合力为最大值,出现最大加速度a(max);随着导体棒运动起来,速度增加,F(安)在增加,F(合)在减小,加速度a在减小,最终当a减小为0时,也就是F(合)=0时,导体棒达到运动平衡状态,此时导体棒速度最大并保持下去;
根据这个思路:
首先第一步可以求解出最大速度时F(安)=0.5N;
然后求解出最大速度时候导体电流I(max)=1A;电阻R消耗的电功率P(R)=3 w;
然后根据感应电动势为E=BLv,从而求出最大速度V(max)=8m/s;
当速度V=4m/s时,求出感应电动势为E=BLv=2V,进而求出导体棒流过的电流为0.5A,从而求出F(安)=BIL=0.25N,从而最终求出导体棒加速度a=2.5 m/s^2;
我觉得若是从能量守恒的角度,一下供参考:
还是首先按照(1)(2)(3)步骤分析过程,然后列出平衡状态,也就是导体棒达到最大速度时的功率平衡方程:
F*V(max)=f*V(max)+ P(电)
其中:P(电)=P(R)+P(r)=I(max)^2*(R+r);
I(max)=E/(R+r)=BLV(max)/(R+r);
其实个人感觉功率方程其实是常规解法的一种综合,如有交流想法,请给我留言或邮箱lonelyhappyly@126.com